Deckenheizung

l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kontakt, Übersicht, Index
1
Deckenheizung und -kühlung
2
Plexus
3
Professor / Professor Plus
4
Premum / Premax / Solus
5
Architect
6
Polaris I & S
7
Plafond
8
Podium
9
Celo
10
Cabinett
11
Capella
12
Carat
13
Fasadium
14
Atrium / Loggia
15
Regula
16
Drypac™
17
Beleuchtung
18
TEKNOsim
19
© 04.2014 Lindab GmbH. Jede Form der Vervielfältigung ohne schriftliche Genehmigung ist untersagt.
ist eingetragenens Warenzeichender Lindab AB.
Lindab Produkte, Systeme und Warenbezeichnungen sind durch Patente oder Gebrauchsmuster geschützt, als Warenzeichen eingetragen oder zur Eintragung beantragt.
Eine Verletzung oder unbefugte Nutzung wird rechtlich verfolgt.
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung
2
Hinweis zu
Seite dentechnischen
Grundlagen
Wodurch wird das thermische Empfinden beeinflusst?�������������������������������������������������������� 20
I
Wie funktioniert eine Deckenstrahlungsheizung?������������������������������������������������������������������ 21
II
Wann kann man eine Deckenstrahlungsheizung einsetzen?������������������������������������������������� 22
III
Wann kann man eine Deckenstrahlungsheizung nicht einsetzen?���������������������������������������� 23
In welcher Höhe kann eine Deckenstrahlungsheizung installiert werden?���������������������������� 24
II, VI
Haben Deckenstrahlungsheizungen einen Einfluss auf die Belüftung?��������������������������������� 24
V
Wird es warm auf dem Kopf?������������������������������������������������������������������������������������������������ 24
I, VI
Wird es kalt unter dem Tisch?����������������������������������������������������������������������������������������������� 25
II
Zieht es am Fenster?�������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 25
II
Wie lang ist die Lebensdauer einer Deckenstrahlungsheizung von Lindab Climate?����������� 26
Kann man eine Deckenstrahlungsheizung an eine veränderte Nutzung anpassen?������������� 26
Welche Leistung muss installiert werden?����������������������������������������������������������������������������� 27
VII
Wird durch eine Deckenstrahlungsheizung Energie eingespart?������������������������������������������ 28
VII
Welche Kosten sind damit verbunden?��������������������������������������������������������������������������������� 28
Sind die Produkte von Lindab Climate recycelbar?�������������������������������������������������������������� 30
VII
Fragen und Antworten
3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
4
5
6
7
8
Detaillierte Beschreibung - technische Grundlagen
9
10
11
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
VIII.
Wie empfindet der Mensch das thermische Klima?�������������������������������������������������������������� 31
So funktioniert eine Deckenstrahlungsheizung���������������������������������������������������������������������� 33
Wo funktioniert eine Deckenstrahlungsheizung besonders gut?������������������������������������������� 37
Anforderungen an die Konstruktion einer Deckenstrahlungsheizung������������������������������������ 38
Anordnung einer Deckenstrahlungsheizung�������������������������������������������������������������������������� 43
Temperatur und erforderliche Einbauhöhe���������������������������������������������������������������������������� 45
Leistung und Energie�������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 48
Umwelt und Recycling����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 51
Auslegungsdaten
12
Anortnung der Paneele�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 53
Einbauhöhe und Temperatur����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 55
13
Kurzdaten
Deckenstrahlungskurzdaten������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 56
14
15
16
17
18
19
18
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Inhalte
Das Handbuch zur Deckenstrahlungsheizung ist in
drei Abschnitte unterteilt:
Bei Lindab Climate werden uns oft Fragen gestellt, die nicht
nur unsere Produkte betreffen, sondern Decken strahlungsheizungen als System und Heizungsprinzip. Leider ist die
Deckenstrahlungsheizung oft eine unterschätzte und falsch
verstandene Heizungsform. Dabei ist vielmehr so, dass eine
Deckenstrahlungsheizung in vielerlei Hinsicht sehr vorteilhaft ist. Viel zu gut, um sie ihrem Schicksal zu überlassen.
Um unseren Kunden und anderen Interessenten zusätzlich über Deckenstrahlungsheizung informieren zu können, haben wir diese Broschüre zusammengestellt. Wir
hoffen, dass sowohl Projektleiter als auch Einkäufer, wie
auch der ehrgeizige Konstrukteur, der mehr über dieses
Gebiet wissen möchte, dieses Handbuch anwendbar und
nützlich finden werden.
1
• Der erste Teil, Fragen und Antworten, gibt allen,
die nicht zu sehr in das Thema vertiefen möchten,
kurze und manchmal vereinfachte Antworten auf gut
definierte Fragen.
2
3
• Der zweite Teil, die detaillierte Beschreibung, gibt,
eine detaillierte Beschreibung der Materie. Manchmal
sind Vorkenntnisse erforderlich, die dem Fachwissen
eines Ingenieurs der Wasser-, Wärme-, Kälte- und
Sanitäranlagenbranche entsprechen.
4
• Der dritte Teil, die Auslegungsdaten,
stellt allen, die mit der Projektierung von
Deckenstrahlungsheizungen arbeiten, schnelle und
einfache Hilfsmittel für ihre Arbeit zur Verfügung.
5
6
Mit dieser Broschüre, der eine Vielzahl schwedischer und
ausländischer Referenzen, Erfahrungen und Messungen von Einkäufern und Beratern sowie unsere eigenen
Berechnungen und Messungen zu Grunde liegen, möchten wir beweisen, dass:
7
8
• Deckenstrahlungsheizungen die Flächen des Raums,
die wiederum Wärme an die Luft abgeben, mit Hilfe
von Wärmestrahlung erwärmen.
9
• Deckenstrahlungsheizungen auf Grund dieser
Tatsache für ein gutes thermisches Raumklima sorgen.
• Es mit Deckenstrahlungsheizungen weder kalt unter
dem Tisch noch warm auf dem Kopf wird und dass
auch kein Kaltluftstrom an den Fenstern entsteht.
• Deckenstrahlungsheizungen im Großen und Ganzen
in allen Typen von Räumlichkeiten, von großen
Lagerhallen bis zu kleinen Kinderzimmern, funktionieren.
• Deckenstrahlungsheizungen auf einfache Art und
Weise an eine andere Raumnutzung anzupassen
sind, man muss bei Umbauarbeiten von Wänden oder
Boden keine Gedanken an die Heizung verschwenden.
• Deckenstrahlungsheizungen mit jedem beliebigen
Ventilationstyp kombiniert werden können.
10
11
12
13
14
• Deckenstrahlungsheizungen zu den sparsamsten
Heizsystemen überhaupt gehören.
15
• die Investitionskosten für Deckenstrahlungs­
heizungen im Vergleich zu anderen Systemen niedrig
ausfallen. Dies in Kombination mit dem niedrigen
Energieverbrauch sorgt für ein sowohl lang- als auch
kurzfristig wirtschaftliches System.
16
• Lindab Climates Deckenstrahlungspaneele 100 %
recycelbar sind. Das wird sich, genau so wie
der niedrige Energieverbrauch, für kommende
Generationen auszahlen.
Welche anderen Heizsysteme haben all diese Vorteile?
Änderungen vorbehalten
17
18
19
19
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Fragen und Antworten
1
Abschnitt 1
2
Wodurch wird das thermische Empfinden
beeinflusst?
Die Empfindung des thermischen Raumklimas beruht
vor allem auf unserem Gesamtwärmeaustausch mit der
Umgebung. Der Wärmeaustausch wird von unseren physischen Aktivitäten, unserer Kleidung und der Umgebungstemperatur im Raum beeinflusst. Das thermische Klima
kann als Funktion der Lufttemperatur, -geschwindigkeit
und -feuchtigkeit sowie des Wärmes-trahlungsaustauschs
mit den umgebenden Flächen beschrieben werden.
3
4
5
6
Aktivität
7
8
Kleidung
Oberflächentemperatur
Lufttemperatur
Air velocity
Luftfeuchtigkeit
Ein Körper gibt immer Wärme ab.
Thermischer Komfort
Thermischer Komfort bedeutet, dass eine Person in
ihrer Gesamtheit empfindet, dass sie sich im thermischen Gleichgewicht befindet, d.h., dass es ihr weder zu
warm noch zu kalt ist. Thermischer Komfort setzt außerdem voraus, dass keine unerwünschte Erwärmung bzw.
Abkühlung eines Körperteils erfolgt. Beispiele hierfür sind
Zugserscheinungen, oder ein allzu warmer Fußboden.
9
10
11
12
13
14
Faktoren, die das thermische Klima im Raum beeinflussen.
Wärmeübertragung
Wärme kann auf vier verschiedene Arten übertragen werden:
Strahlung, Leitung, Konvektion und Phasen-übergang. Wärmestrahlung fühlt man z.B. von der Sonne oder einer heißen
Herdplatte. Wärmeübertragung durch Leitung merkt man,
wenn man z.B. barfuß auf kalten Steinplatten läuft. Konvektion fühlt man, wenn man sich an einem windigen Wintertag
ohne Kopfbedeckung ins Freie wagt. Schließlich spricht man
von Kondensation oder Phasenumwandlung, wenn Feuchtigkeit vom Körper verdunstet, d.h. von einer flüssigen Phase
in eine Gasphase übergeht und die Haut abgekühlt wird.
15
16
17
20
Die Wärmebalance des Menschen und das Komfortgefühl im Raum werden in erster Linie von den folgenden
beiden Faktoren beeinflusst:
• Konvektion von Haut und Lungen direkt zur
umgebenden Luft.
• Strahlungsaustausch mit den Umgebungsflächen.
Diese zwei Arten der Wärmeübertragung sind bei normalen Luftbewegungen in einem Raum ungefähr gleich groß.
Deshalb beeinflussen uns sowohl die Temperatur der
Raumflächen als auch die Lufttemperatur etwa genauso
viel. Kommt es zu einer gesamten oder teilweisen Erhöhung der Temperatur der Raumflächen, kann die Lufttemperatur um den Wert einer entsprechenden Erhöhung der
durchschnittlichen Temperatur der Raumflächen gesenkt
werden. Wird z.B. ein Raum von einer Deckenstrahlungsheizung erwärmt, steigt die Durchschnittstemperatur der
Raumflächen. Der Mensch gibt in diesem Fall eine geringere Wärmemenge durch Strahlung an die Umgebung
ab. Damit es uns nicht zu warm wird, kann der Körper
dies durch eine höhere konvektive Wärmeabgabe an die
kältere Raumluft kompensieren.
Daher ist es möglich, bei Deckenstrahlungsheizungen, eine
niedrigere Lufttemperatur zu halten als bei einer konventionellen Heizung und dennoch thermischen Komfort zu
gewährleisten. (Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel 1)
18
19
Eine Wärmeübertragung findet immer statt, sobald zwischen zwei Körpern ein Temperaturunterschied auftritt.
Ein menschlicher Körper gibt z.B. fortwährend Wärme
an seine Umgebung ab. Eine Hand oder ein Gesicht
(ca. 33 °C) gibt kontinuierlich durch Strahlung Wärme
an umgebende Wände und Einrichtungsgegenstände
(ca. 22 °C) ab, ohne dass man dies direkt merkt. Wärme
wird auch durch Konvektion über die Haut abgegeben,
wenn die Luft in Körpernähe erwärmt wird und nach oben
steigt.
Wärme wird auf vier verschiedene Art und Weisen
übertragen.
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Man kann die Wärmestrahlung mit gewöhnlichem Licht
vergleichen, da sie ungefähr auf gleiche Art und Weise reflektiert wird und sich auch ausbreitet. Von einer
Deckenstrahlungsheizung strahlt daher die Wärme auf
allen Flächen, die die Decke „sehen“ kann. Auch Flächen
im Schatten der Wärmestrahlen werden erwärmt, da ein
Teil der Wärmestrahlung genau wie sichtbares Licht von
allen Flächen reflektiert wird und da ein Strahlungsaustausch zwischen den Raumflächen mit verschiedenen
Temperaturen erfolgt. Deshalb streben die Temperaturunterschiede im Raum und an den verschiedenen Flächen fortwährend nach einem Ausgleich. Dies hat zur
Folge, dass im Raum eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung zwischen Decke und Fußboden stattfindet.
Fragen und Antworten
Temperatur
Gefühlte
Temperatur
(Betriebstemperatur)
Lufterhitzer
1
2
3
4
5
Deckenstrahlungsheizung
Raumflächen
6
Max. 80 °C Flächentemperatur
40 % Konvektion
Luft
7
Eine Deckenstrahlungsheizung sorgt für warme
Raumflächen und erlaubt daher eine niedrigere
Lufttemperatur.
8
Abschnitt 2
Wie funktionieren Deckenstrahlungsheizungen?
Warme Luft steigt grundsätzlich nach oben. Warum sollte man dann auch noch das Heizelement an der Decke
anbringen? Ja, diesen Kommentar kriegen wir sehr häufig von Personen zu hören, die Deckenstrahlungsheizungen skeptisch gegenüberstehen. In diesem Abschnitt
möchten wir versuchen zu erklären, wie Deckenstrahlungsheizungen funktionieren und warum es im ganzen
Raum warm wird und nicht nur an der Decke.
Deckenstrahlungsheizungen geben durch eine Mischung
aus Konvektion und Wärmestrahlung Wärme an die
Umgebung ab. Die Konvektion erwärmt die Luft in der
Nähe der Heizung, während die Wärmestrahlung sich
in alle Richtungen des Raums ausbreitet. Die konvektiv
erwärmte Luft steigt im Raum nach oben, während die
Wärmestrahlen sich von der Heizung direkt im Raum ausbreiten, bis sie auf eine der umgebenden Flächen treffen.
Deckenstrahlungsheizungen arbeiten mit einem hohen
Anteil Wärmestrahlung und einem niedrigen Anteil Konvektion. Typische Werte sind etwa 60 % Strahlung und
40 % Konvektion. Die Deckenstrahlungsheizung von
Lindab Climate arbeitet mit Wasser als Wärmeträger und
ist für Wärmestrahlung bei niedrigen Temperaturen (3080 °C) ausgelegt. Hierdurch wird die Wärmestrahlung
nicht als so intensiv empfunden, wie z.B. die der Sonne
oder einer elektrischen Infrarotheizung.
9
60% Wärmestrahlung
Die Verteilung von Strahlung und Konvektion bei einer
Deckenstrahlungsheizung von Lindab Climate.
Die von der Strahlungswärme erfassten Flächen er-reichen
eine höhere Temperatur als bei einer konventionellen Heizung. Normalerweise werden z.B. Innenwände eine Flächentemperatur erreichen, die über der Lufttemperatur des
Raums liegt. Ein oft vergessener Vorteil der Strahlungswärme von der Decke ist die Erwärmung des Fußbodens!
Normalerweise liegt die Bodentemperatur in Knöchelhöhe
etwa 2-3 °C über der Lufttemperatur des Raums.
Mit einer installierten Deckenheizung ist es also nicht
schwierig, seine Mieter zufrieden zu stellen!
Die vom menschlichen Körper empfundene Wärme einer
Deckenstrahlungsheizung kommt also zum größten Teil
von der indirekten Wärme der umgebenden Flächen. Nur
ein sehr geringer Teil stammt direkt vom Deckenheizpaneel. Das Empfinden des thermischen Klimas basiert darauf, dass der menschliche Körper bei wärmeren umgebenden Flächen eine geringere Wärmemenge an die
Umgebung abgibt. Es reicht also nicht aus, dass die uns
umgebende Luft warm ist. Siehe auch Abschnitt 1.
Der Konvektionsanteil einer Deckenstrahlungsheizung (ca.
40 %) entspricht ungefähr dem durch die Decke entweichenden Anteil Wärmeverluste des Gebäudes. Die restliche
Energie der Deckenstrahlungsheizung, d.h. der Strahlungsanteil, kommt also den übrigen Gebäudeteilen direkt zugute
Änderungen vorbehalten
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
21
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
1
2
Fragen und Antworten
Abschnitt 3
wärmeren umgebenden Flächen eine geringere Wärmemenge an die Umgebung abgibt. Es reicht also nicht
aus, dass die uns umgebende Luft warm ist. Siehe auch
Abschnitt 1.
Wann kann man eine Deckenstrahlungsheizung
einsetzen?
Deckenstrahlungsheizungen besitzen einen breit gefächerten Anwendungsbereich, breiter als die meisten
anderen Heizformen. Im Allgemeinen kann man sagen,
dass Deckenstrahlungsheizungen in allen Gebäudetypen Anwendung finden können. Am häufigsten werden
Deckenstrahlungsheizungen in Sporthallen, Werkstätten,
Industriehallen, Lagern und Einkaufszentren angewendet. Aber auch in Kindertagesstätten, Krankenhäusern
und Polikliniken, Wohnungen, Schulen und Labors funktioniert eine Deckenstrahlungsheizung ausgezeichnet.
Ein großer Vorteil von Strahlungswärme ist die Tatsache,
dass, je kälter eine umgebende Fläche ist, desto mehr
Wärmeenergie sie anzieht. Dies bedeutet, dass sich die .
Wärmestrahlung automatisch so verteilen wird, dass
kältere Flächen, wie z.B. Fenster und schlecht isolierte
Wandpartien, einen größeren
3
4
Wärmeanteil erhalten werden. Das beutet wiederum,
dass die Wärme dahin gelangt, wo sie am meisten gebraucht wird. (Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel II.)
5
6
7
8
Wohnungen sind ein Bereich, in dem Decken-strahlungsheizungen selten installiert werden. Einer der Gründe hierfür liegt wahrscheinlich in der traditionellen Auffassung
über das Heizen von Wohnungen. Untersuchungen haben
jedoch gezeigt, dass Deckenheizungspaneele mit kombinierter Außenluftzufuhr im Vergleich zu einer konventionellen Heizkörperinstallation sehr gute Ergebnisse erbringen. Bei diesem Versuch wurden Deckenheizpaneele in
einem Schlafzimmer direkt über dem Fenster installiert.
Die Außenluftzufuhr erfolgte über ein Lüftungsgitter in der
Außenwand und sie wurde zwischen Decke und Deckenpaneel vorgewärmt.
9
10
11
12
Die Wärmestrahlung breitet sich dort aus, wo sie am
wirksamsten ist.
13
• die Betriebstemperatur durchschnittlich etwa 1,1 °C
höher als in einem entsprechenden Referenzraum
mit normalen Heizkörpern war.
etwa 40 % Wärmeverlust
über die Decke
15
16
18
19
22
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass
• die Zuluft bei einer Außentemperatur von -2 °C
durchschnittlich auf 15,5 °C erwärmt wurde.
14
17
Die Leistungsabgabe einer Deckenstrahlungsheizung
besteht zu etwa 40 % aus konvektiver Wärme (Wärme
zur Decke) und etwa 60 % aus Strahlung (Wärme nach
unten in den Raum). Für ein Gebäude handelt es sich normalerweise um die gleiche Verteilung der Wärme-verluste
durch Wände, Decke und Boden, d.h. etwa 40 % der
Wärme verschwinden durch die Decke und 60 % durch
das restliche Gebäude. Deckenstrahlungs-heizungen
sind gerade deshalb ausgezeichnet für das Heizen von
fast allen Gebäuden geeignet.
ca. 40 %
Konvektion
ca. 60 % Wärmestrahlung
Luft +20 °C.
ca. 60 % Wärmeverlust über
Außenwände und
Boden
Boden +22 °C
Warme Fußböden durch Deckenheizung.
Verteilung der Wärmeabgabe von der Deckenstrahlungsheizung und von einem Gebäude.
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
• keine Kaltluftströmung am Fenster festgestellt
werden konnte (das Fenster wurde von der
Deckenheizung erwärmt, siehe auch Abschnitt 9).
Deckenstrahl-ungsheizungen weisen die gleiche gute
Funktion in Räumen auf, in denen sich Personen
aufhalten, die hauptsächlich sitzende Tätigkeiten
ausführen, wie in Räumen, in denen oft aufgestanden
und sich bewegt wird. Die Deckenhöhe hat praktisch
keine Bedeutung für ein behagliches Klima in der
Aufenthaltszone (siehe auch Abschnitt 5 und 7).
Zonenheizung
Deckenstrahlungsheizungen funktionieren auch aus
gezeichnet, wenn nur ein Teil eines Raums geheizt werden soll, die so genannte Zonenheizung. Man kann hierbei an so genannte feste Arbeitsplätze in Räumen, wo
die Tätigkeit eine niedrige Temperatur verlangt, denken.
In diesem Fall kann Strahlungswärme dazu beitragen,
die gefühlte Temperatur (die so genannte operative Temperatur) zu erhöhen, indem örtlich die Temperatur der
Umgebungsflächen und auch in gewisser Hinsicht die
Lufttemperatur erhöht werden, um so für ein behagliches
Arbeitsumfeld zu sorgen.
Andere Vorteile der Deckenheizung:
Ein großer Vorteil der Deckenstrahlungsheizung ist es,
dass kein unnötiger Platz in Anspruch genommen wird.
Bei der Einrichtung und der Platzierung von Maschinen
oder anderer Ausrüstung muss man keine besondere
Rücksicht nehmen, da die Heizpaneele keinen Platz an
den Wänden beanspruchen.
Abschnitt 4
1
Wann kann man eine Deckenstrahlungsheizung
nicht einsetzen?
Es gibt wenige Bereiche, in denen Deckenstrahlungsheizungen nicht funktionieren. Jede Technik kennt jedoch
ihre Grenzen. Das folgende Beispiel zeigt die Grenzen der
Deckenheizung:
2
3
Zur Verhinderung von Lufteintritt bei offenen Toren funktionieren Deckenstrahlungsheizungen nicht besser als andere Heizsysteme. Boden, Wände und eventuelle Einrichtungsgegenstände neben dem Tor werden zwar geheizt,
aber dem Lufteintritt durch das offene Tor wird nicht entgegengewirkt. Die Deckenheizung trägt jedoch dazu bei,
ein bestmögliches thermisches Klima in der Umgebung
des Tores zu schaffen, indem die Flächen warm gehalten
werden, während bei offenem Tor Kaltluft einströmt.
4
5
6
In einem hohen Turm, z.B. einem Leuchtturm, funktionieren Deckenstrahlungsheizungen auch nicht gut, da nur
ein geringer Teil der ausgestrahlten Wärme den Fußboden und die Aufenthaltszone erreicht. Nicht auf Grund
der Tatsache, dass der Abstand zum Fußboden groß
ist, sondern weil der Fußboden im Verhältnis zur von der
Deckenheizung wahrgenommenen Gesamtfläche relativ
klein ist. Ein Großteil der Wärmestrahlung wird demzufolge von den Wandflächen aufgenommen.
Deckenheizpaneele können auch einfach an einem anderen Ort angebracht werden, wenn der Raum für eine andere Nutzung benötigt wird oder Wände versetzt werden
sollen. In z.B. Schulen und öffentlichen Räumen sind die
Heizpaneele keinen eventuellen Beschädigungen ausgesetzt. (Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel III und VI.)
7
8
9
10
In einem hohen, schmalen
Turm funktioniert eine
Deckenstrahlungsheizung nicht gut.
11
12
13
Gefühlte (operative) Temperatur ca.
2-6 °C höher als die Lufttemperatur
14
15
16
17
18
Zonenheizung sorgt für eine höhere operative Temperatur in einem Teil des Raums.
Änderungen vorbehalten
19
23
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Abschnitt 6
Fragen und Antworten
1
Abschnitt 5
2
In welcher Höhe kann eine Deckenstrahlungsheizung installiert werden?
Solange die Luft im Raum einen normalen Reinheitsgrad
aufweist, gibt es für die Einbauhöhe der Deckenpaneele außer dem Gebäude selbst keine Einschränkungen.
Die Strahlungswärme wird nicht von der Luft beeinflusst
und verteilt sich, unabhängig von Einbauhöhe und Oberflächentemperatur der Heizpaneele, auf dem Boden, an
den Wänden und auf Einrichtungsgegenständen. Es gibt
jedoch Begrenzungen nach unten, und man sollte sich fragen, wie niedrig eine Deckenstrahlungs-heizung montiert
werden kann. Für die Einbauhöhe spielt die Oberflächentemperatur der Heizpaneele die wichtigste Rolle. Danach
sind Faktoren, wie das Längen-Breiten-Verhältnis der Heizung und ob die sich im Raum aufhaltende Person sitzt
oder steht zu beachten. Je wärmer die Fläche ist, desto
höher ist das Deckenpaneel zu installieren, damit die sich
im Raum aufhaltende Person kein Unbehagen verspürt.
Die Grenzen für die niedrigste Einbauhöhe sind jedoch
angemessen, siehe Abschnitt 7.
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Hierfür ein Beispiel:
Ein Deckenheizpaneel mit den Maßen 3,6 x 0,6 m und
einer maximalen Oberflächentemperatur von 50 
°C
(55/45 °C-System) kann in nur 2,1 m (!) Höhe installiert werden. Bei Erhöhung der Oberflächentemperatur auf 70 °C
(80/60 °C-System) ist die niedrigste Einbauhöhe 2,8 m.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass
wir hier von der Auslegungstemperatur sprechen, die statistisch nur einige Tage pro Jahr auftritt. Meistens fallen
die Wärmetemperaturen im System im Laufe eines Jahres niedriger aus. (Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel II und IV.)
13
14
Haben Deckenstrahlungsheizungen einen Einfluss
auf die Belüftung?
Die Deckenstrahlungsheizung verursacht keine Luft-bewegung, die einen Einfluss auf die Belüftung haben kann.
Dies bedeutet, dass Deckenstrahlungsheizungen ideal für
Räume sind, in denen hohe Anforderungen an die Kontrolle der Luftmengen gestellt werden. Bei der Projektierung
eines Neu- oder Umbaus von Gebäuden und Räumen hat
dies also zur Folge, dass der Wahl der Lüftungsanlage in
Kombination mit Deckenstrahlungsheizung keine Grenzen
gesetzt sind. (Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel V.)
Abschnitt 7
Wird es warm auf dem Kopf?
Die Asymmetrie der Strahlungstemperatur (STA) ist ein
Begriff für den Temperaturunterschied verschiedener Umgebungsflächen, den ein Mensch ohne Beschwerden akzeptieren kann. Die STA fühlt man z.B., wenn man die eine
Gesichtshälfte in Richtung eines warmen Kamins und die
andere in Richtung eines kalten Fensters wendet und sie
wird auf einer kleinen Fläche auf einer Höhe von entweder
0,6 m, was einer sitzenden Person entspricht, oder auf einer
Höhe von 1,1 m, was einer stehenden Person entspricht,
gemessen. STA ist der Unterschied zwischen der Wärmestrahlung auf beiden Seiten der Messfläche. Wie bereits in
Abschnitt 2 erwähnt, erwärmt die Wärmestrahlung einer
Deckenstrahlungsheizung die umgebenden Flächen und
besonders den Fußboden. Dies führt zu einem Ausgleich der
STA. Die Deckenstrahlungsheizung muss jedoch in Bezug
auf die maximale Temperatur korrekt ausgelegt sein. Ist diese
Voraussetzung erfüllt, wird die STA innerhalb der Grenzen für
ein behagliches Raumklima liegen und den Richtlinien des
Schwedischen Instituts für Raumklima (R1) sowie dem internationalen Standard für Raumklima, ISO 7730, entsprechen.
Ein Beispiel: Ein Deckenheizungspaneel mit den Maßen
3,6 x 0,6 m und mit einer maximalen Oberflächentemperatur von 50 °C (55/45 °C-System) kann, berechnet für eine
Person mit sitzender Arbeit, in einer Höhe von nur 2,1 m (!)
installiert werden (Messfläche 0,6 m über dem Fußboden
gem. ISO 7730). Es wird also nicht warm auf dem Kopf!
(Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel I und VI.)
+50° C
15
16
+21° C
19
24
+50° C
+21° C
Messfläche
17
18
+24° C
Die Deckenhöhe spielt keine Rolle. Die gesamte
Strahlungs-wärme erreicht alle Wände und Böden.
Nur die Intensität nimmt mit zunehmender Höhe ab.
+23° C
1.1 m
oder
0.6 m
Beispiel für die Messung der Asymmetrie der Strahlungstemperatur (STA). STA ist der Unterschied zwischen der
Wärmestrahlung auf den beiden Seiten der Messfläche.
Die angegebenen Temperaturen dienen nur als Beispiel
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Fragen und Antworten
Abschnitt 9
Abschnitt 8
Wird es kalt unter dem Tisch?
Es ist eine weit verbreitete, falsche Annahme, dass es
bei Deckenstrahlungsheizungen als Heizsystem kalt
unter dem Tisch und unter anderen horizontalen Flächen
wird. Es wird genauso wenig kalt unter dem Tisch, wie
es bei eingeschalteter Beleuchtung kohlrabenschwarz
darunter wird.
Die Wärmestrahlung wie auch die Lichtstrahlen von der
Decke breiten sich über die umgebenden Flächen aus.
Diese Flächen absorbieren den größten Teil der Heizenergie, reflektieren jedoch auch einen geringeren Teil. Dieser
Teil der Wärmestrahlung geht weiter zu den verschiedenen Flächen des Raums und erwärmt die Umgebungsflächen einschließlich des Fußbodens unter der Tischfläche.
Auch die Ober- bzw. Unterseite der Tischfläche erwärmt
sich durch direkte und indirekte Wärmestrahlung. Dies
hat zur Folge, dass der Unterschied in der Lufttemperatur
oder Strahlungstemperatur unter einem Tisch im Vergleich
zur Zone neben dem Tisch sehr gering ausfällt. (Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel II.)
1
Zieht es am Fenster?
Bei doppelt oder dreifach verglasten Fenstern besteht das
Risiko einer Kaltluftströmung (die Luft kühlt sich an der
Fensterfläche ab und sinkt auf Grund der entstandenen
höheren Dichte nach unten), wenn sich nicht dem abwärts
gerichteten Luftstrom entgegenwirkende Form von Wärmequelle am Fenster befindet. Diese Wärmequelle muss
jedoch nicht unter dem Fenster angebracht sein. Ein Heizkörper unter dem Fenster sorgt für einen warmen Luftstrom nach oben, der einer eventuellen Kaltluftströmung
vom Fenster entgegenwirkt. Eine Deckenstrahlungsheizung verhindert hingegen die Kaltluftströmung an der
Quelle, d.h. an der kalten Fensterfläche. Die Heizpaneele
erwärmen nämlich zuerst die Fensterfläche, so dass das
Risiko einer Abkühlung der Luft eliminiert wird.
2
3
4
5
6
Die Deckenstrahlungsheizung heizt also durch Wärmestrahlung direkt die kalten Flächen. Wie in Abschnitt 2
erwähnt, verteilt sich die Wärmestrahlung auf den Flächen des Raums proportional zu dessen Oberflächentemperaturen. Kältere Flächen erhalten somit mehr Heizleistung. Die Wärmestrahlung von der Decke erwärmt
deshalb einerseits die Fensterfläche und Fensternische
und teils die Fensterbank. Dadurch kann einer Kaltluftströmung vom Fenster direkt an seiner „Quelle“ entgegengewirkt werden.
Das größte Risiko für Unbehagen auf Grund von Kaltluftströmungen besteht, wenn die entsprechende Person
eine sitzende Arbeit ausführt, eine leichte Kleidung trägt
und ihr Arbeitsplatz sich in Fensternähe befindet. Bei
nichtsitzender Arbeit, ein wenig vom Fenster entfernt, ist
insbesondere in neueren Räumen mit dreifach verglasten
Fenstern kein Risiko gegeben. (Detaillierte Beschreibung,
siehe Kapitel II.)
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Die Wärmestrahlen werden teilweise reflektiert und
gleichen den Temperaturunterschied aus.
16
17
Eine Deckenstrahlungsheizung verhindert durch
Erwärmung der Fensterfläche eine Kaltluftströmung.
18
19
Änderungen vorbehalten
25
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Fragen und Antworten
1
Abschnitt 11
Abschnitt 10
2
Wie lang ist die Lebensdauer einer Lindab Climate
Deckenstrahlungsheizung?
Das weltweit patentierte Grundelement von Lindab Climate findet auf der ganzen Welt sowohl in Heiz- als auch
Kühlanlagen, und sogar Solarkollektoren, wo Temperaturen bis zu 250 °C auftreten können, Anwendung. Im
Schwedischen Materialprüfungs- und Forschungsinstitut
(SP) hat man Lindab Climate-Produkte bei einer Temperatur von über 200 °C getestet und diese dann mit 10 °C
kaltem Wasser geschockt. Außerdem wurden Produkte nach mehreren Jahren Lagerung im Freien überprüft.
Die Flächen wurden darüber hinaus bei einem Druck von
10-11 bar (!) Druckproben unterzogen. Keiner dieser Tests
fiel in Bezug auf Qualität oder Leistung des Produkts
negativ aus. Wir kennen kein anderes Produkt auf dem
Markt, das so gründlich getestet wurde, wie die Produkte
von Lindab Climate. Deswegen wagen wir zu behaupten,
dass unsere Deckenstrahlungsheizungen genauso lange
funktionieren, wie das Haus, in dem sie eingebaut werden. (Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel IV.)
3
4
5
6
7
8
9
Kann man eine Deckenstrahlungsheizung an eine
veränderte Nutzung anpassen?
Heute ist es üblich, dass ein Gebäude und dessen Räume
im Laufe der Lebensdauer großen Nutzungs-änderungen
unterliegen. Deshalb sollten Wände und Installationen
sich ohne große Kosten verändern und versetzen lassen.
Deckenstrahlungsheizungen bieten diesbezüglich große Vorteile. Das Rohrsystem ist oft sichtbar oder unter
einer einfach demontierbaren Zwischendecke montiert,
so dass sowohl eine einfache Demontage als auch ein
Umbau möglich ist. Sind die Heizpaneele in einer Kassettendecke installiert, kann diese leicht an die Stellen
versetzt werden, wo die Paneele den größten Nutzen
bringen. Abgependelte Heizpaneele können ganz einfach
demontiert und an einem anderen Ort installiert werden.
Das ist auch der Vorteil der Heizpaneelen von Lindab Climate. Das ausgesprochene geringe Gewicht stellt eine
zusätzliche Erleichterung bei Veränderungen an der Installation besonders bei hohen Decken dar.
Der Hausbesitzer/Verwalter ist nicht an einen besonderen
Mietertyp gebunden. Er kann zwischen z.B. Herstellender
Industrie, Tanzstudios und Lagerhaltung wählen. Beim
Renovieren oder Umbau muss keine besondere Rücksicht auf Fußboden oder Wände genommen werden.
10
11
12
13
14
Querschnitt des Wasserkanals in einem Heizpaneel von
Lindab.
15
16
17
18
19
26
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Abschnitt 12
1
Welche Leistung muss installiert werden?
Bei der Berechnung des Heizleistungsbedarfs werden
zuerst die verschiedenen Gebäudeteile bezüglich Fläche und Wärmedurchgangszahl (U-Wert) berechnet. Dies
erfolgt normalerweise gemäß den geltenden Bauvorschriften. Außerdem werden die Raumtemperatur und
die auszulegende Außentemperatur (DUT) festgelegt.
Danach kann eine Berechnung der auszulegenden Heizleistung für das Gebäude erfolgen.
2
3
4
Man sollte jedoch bei den Berechnungen den Temperaturunterschied zwischen Decke und Boden (Temperaturgradient) berücksichtigen. Der Temperaturgradient kann
bei hohen Decken große Unterschiede zwischen Bodenund Deckentemperatur hervorrufen. Einer der größten
Vorteile der Deckenstrahlungsheizungen ist, dass der
Temperaturgradient im Vergleich zu anderen Heizsystemen gering ausfällt, ca. 0,5 °C/m. Hierdurch treten geringe Unterschiede zwischen Decken- und Bodentemperatur auf. Die Heizung mit z.B. einem Lufterhitzer gibt einen
Temperaturgradienten von ca. 2°C/m. Ein kleiner Temperaturgradient senkt natürlich den Heizleistungsbedarf, da
die Raumtemperatur an der Decke niedriger wird.
5
6
7
8
9
10
11
Deckenhöhe (m)
12
13
6,0
5,0
14
Deckenstrahlungsheizung
4,0
Wärme mit Luft
als Energieträger
15
3,0
16
2,0
1,0
17
0
0
17
18
19
20
21
22
23
24
Lufttemperatur (°C)
Beispiel für die Temperaturverteilung in der Luft in einem Raum mit verschiedenen Heizsystemen.
Änderungen vorbehalten
18
19
27
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
1
2
3
4
Fragen und Antworten
Abschnitt 13
Außer dem niedrigen Temperaturgradienten ist bei Neubauten für Deckenstrahlungsheizungen auf Grund der
zusätzlichen Strahlung von den umgebenden Flächen
normalerweise auch mit einer ca. 1 bis 2 Grad niedrigeren Raumtemperatur zu rechnen (siehe Abschnitt 1 und
2) und damit die installierte Heizleistung zu senken. Beim
Umbau oder Renovieren sollte jedoch eine genauere
Analyse durchgeführt werden, um festzustellen, ob der
Gebäudestandard nach den ergriffenen Maßnahmen eine
gesenkte Raumtemperatur erlaubt.
Wird durch Deckenstrahlungsheizungen Energie
eingespart?
Im Vergleich zu anderen konventionellen Heizsystemen
kann diese Frage in den allermeisten Fällen mit Ja beantwortet werden. Die Energieeinsparung bei Deckenstrahlungsheizungen ist dadurch bedingt, dass man eine niedrigere Lufttemperatur (ca. 1-2 °C) in der Aufenthaltszone
halten kann, ohne dass die gefühlte (operative) Temperatur gesenkt wird, und dass der Unterschied zwischen
Decken- und Bodentemperatur (Temperaturgradient)
kleiner ist (siehe Abschnitt 1 und 12). Letzteres hat zur
Folge, dass sich kein allzu großes Warmluftpolster unter
der Decke bildet, das zu großen Wärmeverlusten durch
die Decke führen könnte.
Temperatur
5
6
Gefühlte Temperatur
(operative Temperatur)
7
8
Lufterhitzer
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
28
Lufterhitzer
Raumflächen
Abschnitt 14
Luft
Deckenstrahlungsheizungen sorgen für warme
Raumflächen und erlauben daher niedrigere
Lufttemperaturen. Dies führt zu einem niedrigeren
Heizleistungsbedarf.
Der Unterschied im Leistungsbedarf auf Grund niedrigerer Raumtemperatur und kleinerem Temperatur-gradienten lässt sich an Hand eines Beispiels veranschaulichen.
Wir gehen von einer neugebauten Halle mit einer Fläche
von 1 000 m², einer Deckenhöhe von 5 m und normalen
Konstruktionen in Wänden und Boden aus. Die Fensterfläche entspricht 10 % der Bodenfläche. Die erforderliche Heizleistung für Transmissionsverluste und unfreiwillige Belüftung hat für zwei verschiedene Heizsysteme
folgende Werte (die Heizleistung für eine mechanische
Belüftung ist nicht enthalten):
Temp. in der
Heizsystem Aufent-haltszone/
Gradient
Wie groß die Energieeinsparung wird, ist vom Typ des
Gebäudes und evtl. früheren Heizsystemen abhängig.
Für ein Gebäude mit einer Deckenhöhe von 2-3 Metern
kann man mit einer Einsparung von 2-7 % rechnen. Für
Gebäude mit noch höheren Decken kann die Einsparung
noch größer ausfallen, insbesondere, wenn es sich um
ein älteres Gebäude handelt, wenn es undicht ist oder
große Tore oder Öffnungen besitzt, die Luftleckage verursachen (unfreiwillige Belüftung). In sowohl schwedischen
als auch ausländischen Forschungsberichten spricht
man von Einsparungen von bis zu 30 %. (Detaillierte
Beschreibung, siehe Kapitel VII.)
Heizleistung
Lufterhitzer
20 °C / 2 °C/m
71,3 kW
Deckenstrahlungsheizung
18 °C / 0.5 °C/m
58,5 kW
Welche Kosten sind damit verbunden?
Die Antwort auf diese Frage ist von der zeitlichen Perspektive und den aufgenommenen Kosten abhängig. Wir
haben uns dafür entschieden, dies langfristig zu betrachten, in diesem Fall für einen Zeitraum von 15 Jahren, da
das Gesamtkostenbild in den meisten Fällen für den Verwalter oder Hausbesitzer interessanter ist. Schaut man
sich jedoch die Investitionskosten näher an, so ist in diesem Beispiel eine Deckenstrahlungsheizung die zweitpreiswerteste Alternative. Das Beispiel zeigt die berechneten Gesamtkosten für vier verschiedene Heizsysteme.
Es handelt sich hierbei um Deckenstrahlungsheizung,
Fußbodenheizung, Lufterhitzer und Warmluftheizung.
Auch die Voraussetzungen für die Kalkulation werden
gezeigt. Sie basieren auf einer fiktiven neugebauten
Industriehalle mit den Maßen 60 x 40  m und einer Deckenhöhe von 8 m. Die Halle liegt in Göteborg, und man geht
davon aus, dass sie an das Fernheizungsnetz von Göteborg angeschlossen ist. In den Investitionskosten sind
Materialien und Arbeitskosten einschl. Anschlussgebühr
für Fernheizung sowie Einregulierungskosten für ein entsprechendes anderes Heizsystem enthalten. Die Investitionskosten für die verschiedenen Heizsysteme, einschl.
Deckenstrahlungsheizung, wurden neutral berechnet.
Im Vergleich zu einem System mit Lufterhitzern benötigt die
Deckenstrahlungsheizung somit in diesem Beispiel 82 %
der Heizleistung. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass der Unterschied in Räumen mit niedrigen Decken
kleiner ist. (Detaillierte Beschreibung, siehe Kapitel VII.)
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Fragen und Antworten
Die jährlichen Betriebs- und Wartungskosten (O&M) werden als Prozentsatz der Investitionskosten berechnet und
umfassen Kosten für Betriebsstörungen sowie Wartungsund Reparaturkosten. Für die Decken-strahlungsheizung
und für die Fußbodenheizung rechnet man mit einem
Prozentsatz von 0,5 % und für Lufterhitzer und Warmluftsystem mit 2 % der Investitionskosten. Der Energieverbrauch für die verschiedenen Heizsysteme, einschl. des
Heizenergiebedarfs für Transmission und unfreiwillige
Belüftung, wurde unter den nachstehend aufgeführten
Voraussetzungen berechnet. Der Energiebedarf für eine
mechanische Belüftung ist nicht enthalten, da dieser für
sämtliche Heizsysteme als gleich angenommen wird. Die
Gesamtkosten für ein entsprechendes System umfassen
die Investitionskosten, die Betriebs- und Wartungskosten sowie die Energiekosten. Die Gesamtkosten werden einerseits als Istwert und andererseits als Annuität
dargestellt.
1
Gemeinsame Voraussetzungen
Kalkulationszins: 10%
10%
Wirtsch. Lebensdauer:
15 Jahre
Energiepreis:
250 SEK/MWh
Energiepreiserhöhung:
2% pro Jahr
2
3
4
5
6
7
8
Gesamtkosten
Heizsystem
Investition
(SEK)
O&M
(SEK/Jahr)
Energie verbrauch
(MWh/Jahr)
Istwert
(SEK)
Annuität
(SEK/Jahr)
Deckenstrahlungsheizung
840,00
4,200
386
2,373,000
311,997
Fußbodenheizung
945,000
4,725
375
2,439,000
320,703
Lufterhitzer
777,000
15,540
488
2,792,998
367,206
Warmluftheizung
2,170,500
43,410
431
4,176,810
549,141
Die Kosten für die verschiedenen Heizsysteme. Die Investitionskosten wurden von neutral berechnet.
9
10
11
12
Istwert der
Gesamtkosten
4 500 000
4 176 810
13
4 000 000
14
3 500 000
3 000 000
2 500 000
2 792 998
2 373 074
15
2 439 289
2 000 000
16
1 500 000
1 000 000
17
500 000
0
Takvärme
Deckenstrahlungsheizung
Golvvärme
Fußbodenheizung
Fläktluftvärmare
Istwert der Gesamtkosten für vier verschiedene Heizsysteme.
Änderungen vorbehalten
Lufterhitzer
Central luftvärme
Warmluftheizung
18
19
29
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
1
Fragen und Antworten
Abschnitt 15
Voraussetzungen für die Berechnung:
Sind die Produkte von Lindab Climate recycelbar?
Lebenszyklus-Bewertungen (LCA), die für Aluminiumprodukte durchgeführt wurden, weisen eine Vielzahl
gemeinsamer Züge auf. Der Herstellungsteil des Produkts (Gewinnung, Aufbereitung und Produktion) erhält
verhältnismäßig hohe Belastungszahlen in Bezug auf
Umwelt und Energieverbrauch. Im Produkt-verwendungsteil ist das Verhältnis im Vergleich zu anderen Materialien umgekehrt. Die Belastung durch Aluminium bei der
Herstellung wird häufig vollständig durch eine niedrigere
Umweltbelastung bei der Verwendung aufgewogen.
U-Wert Decke:
0,2 W/m², °C
Wände:
0,2 W/m², 
°C
Boden, Innenzone:
0,3 W/m², °C
Boden, Außenzone:
0,3 W/m², °C
Fenster:
2,0 W/m², 
°C
Fläche Decke:
2400 m²
Wände:
1400 
m²
Boden, Innenzone: 1000 
m²
Boden, Außenzone: 200 
m²
Fenster:
200 
m²
Wird Aluminium außerdem in noch höherem Ausmaß
Deckenhöhe:
8 m
recycelt, wird die Umweltbelastung weiterhin reduziert.
Unfreiwillige Belüftung:
0,3 Luftwechsel/h
2
3
4
5
6
Deckenstrahlungsheizung
7
FußWarmLuftbodenlufterhitzer
heizung
heizung
8
Raumtemp.
Aufenthaltszone (°C)
19
19
20
20
9
Temperaturgradient
(°C/m²)
0,7
0,5
2,0
1,0
10
11
12
13
14
15
Sonstige Voraussetzungen
1. Die Deckenstrahlungs- und die Fußbodenheizung
verlangen eine niedrigere Lufttemperatur (19 °C) für
die Aufrechterhaltung einer bestimmten gefühlten
(operativen) Temperatur, die in diesem Fall auf 20 °C
geschätzt wird.
Die Deckenheizpaneele von Lindab Climate bestehen
ausschließlich aus Kupfer, Aluminium und einer Isolierplatte aus Polystyrol, sowie einer geringen Menge Zinnlot. Das gesamte enthaltene Material, ausschl. der Isolierplatte, ist zu 100 % recycelbar. Bereits heute wird der
gesamte Schrott aus der Produktion recycelt.
Beim Abriss eines Gebäudes, in dem Lindab Climates
Deckenheizpaneele installiert waren, kann das Metall in
den Paneelen zu 100 % recycelt werden. Aluminium und
Kupfer werden zwar im Herstellungsprozess metallisch
verbunden und können nicht separiert werden, aber ein
Recycling ist trotzdem möglich. Die Deckenheizungspaneele werden in circa 20 x 20 cm großen Paket zusammengepresst und in der Metall verarbeitenden Industrie
als Legierungszusätze in verschiedenen Aluminiumqualitäten verwendet. Der Kupferanteil in jedem Paket ist gut
definiert, da jeder Zentimeter eines Paneels die gleiche
Kupfermenge enthält. (Detaillierte Beschreibung, siehe
Kapitel VIII.)
2. Der angegebene Temperaturgradient gilt bei der
dimensionierenden Außentemperatur. Bei anderen
Außentemperaturen wird angenommen, dass dieser,
wenn kein Heizbedarf vorliegt, linear sinkt, um
schließlich einen Wert von Null zu erreichen.
3. Der Temperaturgradient für die Warmluftheizung gilt bei
Installation so genannter Tropikventilatoren.
16
17
18
19
30
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Die Grenze einer unbehaglichen Luftgeschwindigkeit
variiert vor allem hinsichtlich der Umgebungstemperatur.
Daher ist die Normalgrenze in Räumen 0,15 m/s im Winter und 0,2-0,4 m/s im Sommer [8], (siehe Seite 35 ). Der
höhere Wert im Sommer beruht auf einer häufig höheren
Raumtemperatur in den Sommermonaten, wodurch die
Grenze für unbehagliche Luftgeschwindigkeit erhöht wird.
Kapitel I
Wie empfindet der Mensch das
thermische Klima?
Wärmeaustausch
Der Wärmeaustausch zwischen Menschen und Umgebung beruht auf seinen Aktivitäten, seiner Bekleidung
und darauf, wie viel Wärme vor allem durch Konvektion
und Strahlung an die Umgebung übertragen wird. Ein Teil
der Wärme wird in Form von latenter Wärme wie Wasserdampf abgegeben. Normalerweise wird diese Wärme
nicht in Räumen abgegeben, sondern sie kondensiert
ausschließlich im Freien.
Aktivität
Die Aktivität oder der Stoffwechsel entscheidet, wie viel
Wärme im Körper erzeugt wird und sie/er wird in met
ausgedrückt (1 met = 58 W/m²). Der Aktivitätsgrad von
Menschen in Gebäuden variiert normalerweise zwischen
0,8 met (schlafend) und 7 met (harte körperliche Arbeit).
Der übliche Wert bei normaler Büroarbeit liegt zwischen
1,1 und 2,2 m. Wie hoch der Stoffwechsel einer Person
bei einer bestimmten Arbeit ist, ist auch von individuellen
Faktoren wie Alter, Körpergewicht, Geschlecht, Gesundheitszustand usw. abhängig.
Bekleidungsgrad
Der Bekleidungsgrad ist ein Maß für die Wärmeisolierung
des menschlichen Körpers und wird in der Einheit clo
(1 clo = 0,155 °C m²/W) ausgedrückt. Dieser variiert von 0
clo nackt bis zu etwa 3 clo, unter einem dicken Federbett.
Der Bereich für normale Raumbekleidung liegt zwischen
0,7 und 1,2 clo.
Der Wärmeaustausch des Menschen
Der Wärmeaustausch des Menschen erfolgt im Normalfall bei niedrigen Luftgeschwindigkeiten zu gleichen
Teilen durch Konvektion und Strahlung. Die konvektive
Wärmeübertragung steigt sukzessiv, wenn die Luft an der
Haut mit einer höheren Geschwindigkeit als etwa 0,1 m/s
vorbeiströmt. Wird es einem zu warm beginnt man zu
schwitzen, wird auch eine bedeutende Wärmemenge
durch Verdunstung der Feuchtigkeit vom Körper abgegeben (Phasenübergang). Bei thermischem Komfort ist das
Problem des Schwitzens sehr gering, und die trotzdem
von der Haut verdunstete Feuchtigkeit wird als Bestandteil der konvektiv abgegebenen Wärme betrachtet. Die
Luftfeuchtigkeit beeinflusst die Luftmenge, die von der
Haut und den Schleimhäuten verdunstet. Je trockener
die Luft ist, desto größer ist die von Haut und Schleimhäuten abgegebene Feuchtigkeitsmenge.
Konvektion
Die Konvektion, der eine Person ausgesetzt wird, besteht
einerseits aus Eigenkonvektion, die durch Erwärmung
der Luft in Körpernähe entsteht, die nach oben steigt und
Luftbewegungen erzeugt, und andererseits aus aufgezwungener Konvektion, äußeren Luftbewegungen von
z.B. Belüftung oder Zug.
1
2
3
Strahlung
Strahlung erfolgt als ein so genannter Nettoaustausch
zwischen zwei Körpern/Flächen und sie breitet sich im
Normalfall vom Menschen auf eine kältere Umgebung
aus. Das Ausmaß der Wärmeübertragung bei Strahlung
ist von der Aktivität und dem Bekleidungsgrad der betreffenden Person sowie den Oberflächentemperaturen der
Umgebung abhängig.
4
5
Temperatur
Für die Beschreibung der Einwirkungen der Temperaturen
der Luft und der umgebenden Flächen auf den Menschen,
wurde eine Anzahl verschiedener Temperaturen definiert,
um deren Einwirkung auf den Menschen zu beschreiben.
Nachstehend werden die am häufigsten vorkommenden
vorgestellt. Außer der Lufttemperatur gibt es:
Vertikaler Temperaturgradient (°C/m): Dies ist ein
Maß für das Ausmaß der Änderung der Lufttemperatur
bei verschiedenen Höhen über dem Fußboden, das normalerweise als Temperaturdifferenz zwischen 0,1 m und
1,1 m Höhe bestimmt wird. Der Temperaturgradient sollte
kleiner als 2-3 °C sein, um ein Empfinden von Unbehagen zu vermeiden. Der niedrigere Wert gilt bei sitzender
Arbeit. Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, dass
eine bedeutende Luftschichtung und damit auch ein
bedeutender Energieverlust in Deckenhöhe entsteht. Der
Temperaturgradient für Deckenstrahlungsheizungen liegt
normalerweise bei etwa 0,4-0,5 °C/m und das hat eine
bedeutende Senkung des Energieverlusts in Deckenhöhe
zur Folge. Siehe auch Kapitel VII.
Plane Strahlungstemperatur (°C): Diese Temperatur
wird zur Bestimmung des Strahlungsaustauschs für eine
kleine plane Fläche (Hautpartie) angewendet, die sich in
eine gewisse Richtung neigt. Der Strahlungs-austausch
ist abhängig von der Oberflächentemperatur und dem
Winkelfaktor entsprechender Teilflächen, der von der
planen Fläche wahrgenommen werden kann. Die plane
Strahlungstemperatur wird mit Hilfe gemessener Oberflächentemperaturen und Winkelfaktoren berechnet oder
mit einem Thermometer zur Messung der Strahlungstemperatur festgestellt.
Asymmetrie der Strahlungstemperatur (°C): Die
Asymmetrie der Strahlungstemperatur (STA) wird als
Unterschied zwischen der planen Strahlungstemperatur
auf beiden Seiten einer planen Fläche definiert.
Die STA wird auf einer Fläche 0,6 m über dem Fußboden
bei sitzender Arbeit gemessen. Maximal sollte die STA
5°C betragen. Dies gilt, wenn die Wärmestrahlung von
der Decke kommt. Siehe auch Kapitel VI.
Änderungen vorbehalten
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
31
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Mittlere Strahlungstemperatur (°C): Die mittlere
Strahlungstemperatur ist ein Maß für die Bestimmung
des gesamten Strahlungsaustauschs eines Körpers mit
den ihn umgebenden Flächen. Sie ist der Mittelwert des
Strahlungsaustauschs in alle Richtungen.
1
2
Operative (gefühlte) Temperatur (°C): Die operative
Temperatur beschreibt die gesamte Einwirkung von Lufttemperatur und mittlerer Strahlungstemperatur auf die
Wärmebalance des Menschen. Es wird häufig angenommen, dass die operative Temperatur der Mittelwert aus
Lufttemperatur und mittlerer Strahlungstemperatur ist.
3
4
Gerichtete operative Temperatur (°C): Hierbei handelt es sich um einen Begriff der schwedischen Baunormen, der der Beschreibung des Wärmeaustauschs für
eine kleine angenommene Hautpartie dient. Sie wird für
einen gewissen Messpunkt und eine gewisse Richtung
im Raum als Mittelwert von Lufttemperatur und planer
Strahlungstemperatur definiert.
5
6
7
Äquivalente Temperatur (°C): Die äquivalente Temperatur ist ein Maß für die gesamte Einwirkung von Lufttemperatur, Strahlungstemperatur und Luftgeschwindigkeit
auf die Wärmebalance des Menschen. Dieser Zusammenhang wird auch von der Aktivität und der Bekleidung
des Menschen beeinflusst.
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Thermischer Komfort
Die Klimavoraussetzungen für einen thermischen Komfort in einem Raum sind bei verschiedenen Individuen
unterschiedlich. Von Professor P.O. Fanger [21] durchgeführte Versuche, bei denen große Gruppen von Personen abwechselnden Klimabeeinflussungen ausgsetzt
wurden, zeigen jedoch, dass die Mehrzahl der Personen
einheitlich auf das Raumklima reagiert.
Das Ergebnis der Versuche waren Kriterien für thermischen Komfort, bei denen die Mehrzahl einer großen Personengruppe das Klima als neutral empfindet.
Mit Hilfe eines Teils der oben erwähnten Klimafaktoren
lässt sich der Grad des thermischen Komforts mit Hilfe
eines PMV-Index (Predicted Mean Vote) berechnen. Der
Wert gibt auf Grund von statistischen Angaben eine Voraussage, wie eine größere Gruppe Personen den Grad
des Komforts für ein gewisses Klima bei vorgegebenen
Aktivitätsgrad und Bekleidung beurteilen würde. Ausgehend von PMV-Index kann dann ein PPD-Index (Predictes Percentage of Dissatisfied) berechnet werden, der
angibt, wie viele Personen einer größeren Personengruppe mit einem gewissen Raumklima unzufrieden wären.
PMV = (0.303 × e-0.0036M + 0.028) [(M-W) – 3.05 × 103
{5733 – 6.99(M-W) - pa} – 0.42{(M-W) – 58.15} – 1.7 ×
10-5 × M(5867-pa) – 0.0014 M (34 - ta) - 3.96 ×
10-8 fcl{(tcl + 273)4 - (tr + 273)4} - fclhc(tcl - ta)
Hierbei ist:
tcl = 35.7 – 0.028(M-W) – 0.155Icl[3.96 ×
10-8 fcl{(tcl + 273)4 - (tr + 273)4} - fclhc(tcl - ta)]
2.38(tcl - ta)0.25
hc =
12.1(vr)0.5
for 2.38(tcl - ta)0.25 > 12.1(vr)0.5
fcl = 1.00 + 0.2Icl
for Icl < 0.5 clo
1.05 + 0.1Icl
for Icl > 0.5 clo
Erklärung:
M = Stoffwechsel (W)
W = externe Arbeit (W)
Icl = Bekleidungsgrad (clo)
pa = Partialdruck des Wasserdampfes (Pa)
fcl = Oberflächenfaktor der Bekleidung, d.h. das Verhältnis zwischen nackter und bekleideter Haut
tcl = Oberflächentemperatur der Bekleidung ( °C)
hc = konvektive Wärmeübergangszahl (W/m² °C)
tr = mittlere Strahlungstemperatur (°C)
ta = Raumlufttemperatur (°C)
vr = relative Luftgeschwindigkeit (m/s)
= v + 0,005(M-58)
v = mittlere Geschwindigkeit der Raumluft
Ist der PMV-Index bekannt, kann der PPD-Index wie folgt
berechnet werden:
PPD = 100 - 95 * є-(0,03553PMV4 + 0,02179PMV2)
Mit Hilfe dieser Formeln ist es sehr umständlich, den
PPD-Index für einen vorgegebenen Fall auszurechnen.
Bedeutend einfacher wird dies mit einem Klimasimulationsprogramm, das den PPD-Index oder andere KlimaIndexe als Ergebnis einer Simulierung der Verhältnisse in
einem Raum kalkuliert. Lindab Climates eigene Klimasimulierungssoftware TEKNOsim rechnet u.a. ebenfalls die
Lufttemperatur, die operative Temperatur und den PPDIndex aus.
Gemäß Fangers Formel können maximal 95 % mit einem
vorgegebenen Raumklima zufrieden sein, was bedeutet, dass mindestens fünf Prozent mit dem Raumklima
unzufrieden sein werden (PPD = 5 % und PMV = 0 geben
den besten thermischen Komfort an). In der Schrift des
Schwedischen Instituts für Raumklima R1 [8] stützen sich
die verschiedenen, angegebenen Klassen für das thermische Raumklima auf einen PPD-Index, der in einem
Bereich von <10 % Unzufriedenen für die höchste Klasse
bis zu 20 % Unzufriedenen für die niedrigste Klasse liegt.
19
32
for 2.38(tcl - ta)0.25 < 12.1(vr)0.5
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kapitel II
So funktioniert eine
Deckenstrahlungsheizung
Die Deckenstrahlungspaneele von Lindab Climate nutzen
die Wärmestrahlung als die wichtigste Komponente bei
der Wärmeübertragung (ca. 60 % der gesamten Heizleistung). In diesem Kapitel werden die Grundlagen für die
Wärmestrahlung behandelt.
Wärmestrahlung
Wärmestrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung
mit einer Wellenlänge von ca. 9–15 mm bei Oberflächentemperaturen von etwa 30-70 °C. Je höher die Temperatur auf einer Fläche ist, desto kürzer wird die Wellenlänge. Demzufolge wird die Wellenlänge bei sinkender
Temperatur länger. Bei diesen Temperaturen ist die Wärmestrahlung für das Auge unsichtbar. Erst wenn die Flächentemperatur sich 600-800 °C nähert, wird sie für das
Auge sichtbar.
Wärmestrahlung wird von allen Körpern abgegeben, die
über dem absoluten Nullpunkt (-273,16 °C) liegen. An
dieser absoluten Wärmestrahlung eines Körpers ist man
selten interessiert. Die Berechnung des Nettoaustauschs
der Strahlungsenergie zwischen zwei Körpern oder Flächen in technischen Zusammenhängen ist dahingegen
sehr wohl von Interesse.
Wärmeübertragung durch Strahlung
Die Wärmeübertragung (der Nettoaustausch) bei Strahlung beruht auf dem Temperaturunterschied zwischen
den Flächen, ihrem geometrischen Verhältnis und Flächenbeschaffenheit. Der Wärmestrom, Ps, zwischen
zwei Flächen wird mit Hilfe folgender Formel berechnet:
Ps = σ F12 A1 ( T14 - T24 ) (W)
Hierbei ist
F12 =
1
f12
+
1
(
1
є12
(
-1 +
A1
A2
(
1
є2
(
-1
Hier ist F12 eine Funktion des geometrischen Verhältnisses zwischen den Flächen A1 und A2, die Winkelfaktor
genannt wird. Der Winkelfaktor kann in Diagrammen in
Handbüchern über Wärmeübertragung abgelesen oder
mit Hilfe dieser Diagramme berechnet werden. Bei der
Berechnung der Wärmestrahlung wird immer der projizierte Abschnitt einer Fläche berücksichtigt. Der Nettoaustausch der Wärmestrahlung von einer strukturierten
oder gerillten Fläche ist also im Vergleich zu einer glatten
Fläche nicht höher.
s = 5,67*10-8 W/m² K4 (Stefan Boltzmann-Konstante)
є1 = Emissionszahl der Wärme abgebenden Fläche
є2 = Emissionszahl der empfangenden Fläche
A1= der projizierte Abschnitt der Wärme abgebenden
Fläche (m²)
A2= der projizierte Abschnitt der Empfängerfläche (m²)
T1 = Temperatur der Wärme abgebenden Fläche
(K = Kelvin, T°C +273)
T2 = Temperatur der empfangenden Fläche (K)
Es ist zu beachten, dass der Strahlungsaustausch zwischen zwei Flächen (z.B. einer Deckenstrahlungsheizung und einem Fußboden) solange die Luft, die von der
Strahlung durchströmt wird, sauber ist nicht mit dem
Abstand abnimmt. Dies liegt daran, dass die Absorption
der Wärmestrahlung seitens der Luft nihil ist, siehe unten.
Dahingegen nimmt die Strahlungsintensität (Leistung
per Oberflächeneinheit) und damit auch die übertragene
Energie an eine Fläche bei größerem Abstand oder angewinkelter Fläche ab. Dies beeinflusst den Winkelfaktor,
der ein Bestandteil des Faktors F12 ist. Ferner ist er von
Abstand und Winkel zwischen den Flächen sowie Größe und Temperatur der Flächen abhängig. Ein bekanntes
Beispiel für die Schwankung der Strahlungsintensität ist
die Intensität der Sonnenstrahlung sowohl im Laufe des
Tages als auch des Jahres. Die Sonnenstrahlung zur Erde
ist je nach Abstand und Winkel zur Erde unterschiedlich.
Die Fläche mit einer niedrigeren Temperatur wird der
Empfänger des Nettoaustauschs der Wärmestrahlung
sein. Bei Deckenstrahlungsheizungen sind grundsätzlich die Umgebungsflächen die Empfänger der Wärmestrahlung. Bei Deckenstrahlungsheizung werden also
die Umgebungsflächen die Wärmestrahlung absorbieren
und dadurch ihre Temperatur, normalerweise einige Grad
über Raumlufttemperatur, erhöhen.
Die Bedeutung der Luft
Passiert die Wärmestrahlung durch die Luft, wird im Großen und Ganzen keine Strahlung absorbiert. Die Gase
Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf (H2O) absorbieren
und emittieren jedoch die Wärmestrahlung, während so
genannte elementare Gase (Gas mit Atomen einer Sorte),
wie z.B. O2, N2 und H2, für die Wärmestrahlung transparent sind. Da Luft sich aus verschiedenen Gasen zusammensetzt, wobei CO2 (0,05 Gewichtsprozent) und H2O
(0,7 Gewichtsprozent) sehr niedrige Konzentrationen und
O2 (21 Volumenprozent) und N2 (79 Volumenprozent) hohe
Konzentrationen aufweisen, ist sie für Wärmestrahlung
mit normaldicken (< 20 m) Luftschichten als vollständig
transparent zu betrachten. Ein unnormal hoher Partikelgehalt der Luft kann jedoch eine geringe Bedeutung für
den Wärmeaustausch zwischen einer Deckenstrahlungsheizung und den umgebenden Flächen haben.
Emissionszahl
Die Emissionszahl, e, gibt die Größe des Energieanteils
an, den eine Fläche im Vergleich zu einer perfekten Strahlungsfläche ausstrahlt, z.B. einem schwarzen Körper.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Änderungen vorbehalten
33
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Kapitel II
1
Die Emissionszahl ist gleich 1 für einen schwarzen Körper
und liegt zwischen 0 und 1 für alle anderen Materialien.
Je höher die Emissionszahl, desto besser funktioniert die
Fläche als Wärmestrahler und -empfänger. Nachstehend
wird die Emissionszahl für einige Materialien im rechten Winkel zur Fläche bei normalen Raumtemperaturen
dargestellt:
2
3
Aluminium, blankgewalzt:
0,04
Kupfer, poliert:
0,03
Glas:
0,94
Holz (Buche):
0,94
Ziegel, Putz:
0,93
Beton:0,88
Weißer Lack (Deckens-trahlungsheizung):
0,95
Mattschwarzer Lack:
0,97
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
34
Wie aus der Tabelle hervorgeht, sind alle Flächen, außer
Metallflächen, gute Wärmestrahler/-empfänger. Die Werte zeigen, dass eine Weiß lackierte Fläche fast genauso
gut ist wie eine Schwarz lackierte, matte Fläche. Lindab
Climate hat aus diesem Grund u.a. seine Deckenheizpaneele nur auf der Unterseite lackiert. Auf der Oberseite
besteht die Fläche aus oxidiertem Aluminium, das eine
höhere Emissionszahl als blankgewalztes Aluminium
besitzt. Die Emissionszahl ist jedoch kleiner als für eine
Weiß lackierte Fläche. Auf diese Weise kann die Strahlungsenergie zur Unterseite der Heizung „gelenkt“ werden, wo sie am wirksamsten ist. Um die Wärmestrahlung
zusätzlich nach unten zu lenken, ist die Oberseite außerdem isoliert.
Eine interessante Feststellung ist, dass Glas eine relativ hohe Emissionszahl besitzt, und dass diese auf dem
gleichen Niveau wie bei einigen der am häufigsten vorkommenden Bau- und Einrichtungsmaterialien liegt. Was
Glas anbelangt, so kann keine Niedrigtemperaturstrahlung durch das Glas dringen, ohne dass die gesamte
Strahlung absorbiert (etwa 88 %) oder reflektiert (etwa
12 %) wird. Die Strahlung der Sonne, mit einer bedeutend höheren Temperatur und damit kürzeren Wellenlänge, wird jedoch durchgelassen. Dieses Verhältnis bildet
den Hintergrund für den Begriff „Treibhauseffekt“ in Treibhäusern und anderen Gebäuden mit großen Glasflächen.
Thermischer Komfort bei Wärmestrahlung
Der Mensch ist im Verhältnis zu seiner Umgebung ein
warmer Körper und er strahlt deshalb auch einen Teil des
Wärmeüberschusses an seine Umgebung ab. Haben die
Umgebungsflächen eine höhere Temperatur als im Normalfall, so wie es bei der Strahlungsheizung der Fall ist,
fällt die Strahlung des Körpers geringer aus. In einem
Raum mit Strahlungsheizung wird man die Umgebung
deshalb als wärmer empfinden, weil die Strahlung zu
den Umgebungsflächen geringer ist als bei konventionellen Heizsystemen bei gleicher Lufttemperatur. Deswegen kann die Lufttemperatur bei Strahlungsheizungen
gesenkt und trotzdem die gleiche gefühlte Temperatur
erreicht werden. In Normalfällen kann man die Lufttemperatur 1-2 °C [4] senken und trotzdem die erforderli-
che gefühlte Temperatur erzielen. Die Wärmestrahlung
in einem Raum wird entweder absorbiert oder reflektiert. Bei der Absorption von Strahlungswärme steigt die
Temperatur der Fläche. Bei üblichen Einrichtungs- und
Baumaterialien liegt der reflektierte Anteil der Strahlung
bei nur etwa 5-10 %, was bedeutet, dass der größte Teil
der Wärmestrahlung absorbiert wird. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass auch die Unterseite eines Tisches
eine Oberflächentemperatur [1] von ein paar Grad über
der Lufttemperatur aufweist. Alle Flächen, einschl. der
gesamten Einrichtung und der Möbel, absorbieren die
Wärmestrahlung und werden wärmer als die umgebende
Lufttemperatur. Dies hat zur Folge, dass Lufttemperatur
und gefühlte Temperatur auch in den Teilen des Raums
ausgeglichen sind, die von der Deckenstrahlungsheizung
nicht direkt „gesehen“ werden.
In [1] wird, je nach Messung, der Unterschied zwischen
der Lufttemperatur unter dem Tisch oder seitlich eines
Tisches mit 0-0,9 °C angegeben. Es ist bemerkenswert,
dass die Oberflächentemperatur der Tischunterseite 0,73,2 °C über der Lufttemperatur liegt. Das zeigt, dass der
Tisch von der Wärmestrahlung der Decke erwärmt wird.
In [2] wird auf einen Unterschied von max. 0,3 °C in der
Lufttemperatur unter und seitlich einer Schulbank hingewiesen. Der Unterschied in der Strahlungstemperatur
wird hier mit max. 1,6 °C angegeben. Laut unseren eigenen Messungen, die unter verschiedenen Bedingungen
durchgeführt wurden, wie z.B. in Kindertagesstätten,
Büros, Schulen und Industrien, liegt der Unterschied
bezüglich der gefühlten Temperatur bei ca. 0,2-0,4 °C
unter bzw. neben einem Tisch.
Kaltluftströmung
Viele verschiedene Faktoren beeinflussen das Ausmaß
einer eventuellen Kaltluftströmung an einem Fenster. Zu
den wichtigsten Faktoren gehören u.a. der U-Wert des
Fensters, die Form der Fensternische, das Belüftungsprinzip, die Eigenschaften der Luftauslässe, das Heizsystem,
die Aktivität und Kleidung der Person, die Geometrie des
Raums, die Infiltration und die Außentemperatur [5] [6] [7].
Es geht also nicht nur darum, ob die Heizung unter dem
Fenster oder an der Decke angebracht ist. Ein Zuluftauslass an der Flurseite des Raumes mit zu langer Wurfweite
und einer niedrigen Einblastemperatur kann eine Ursache
für das Entstehen einer Kaltluftströmung sein. Die Möblierung in Verbindung mit unter den Fenstern installierten Heizkörpern kann ebenfalls kritisch werden, wenn z.B. ein Tisch
zu nahe ans Fenster gestellt wird. Auf diese Weise wird der
vom Heizkörper nach oben Warmluftstrom unter dem Tisch
abgeschirmt, und die Kaltluftströmung „fließt“ über den
Tisch und danach auf den Fußboden [7]. In [1], [2] und [3]
werden abhängig von der Absorption von Wärmestrahlung
durch die Glasscheiben höhere Oberflächentemperaturen
auf der Innenseite des Fensters gezeigt. Ein gemeinsames
Ergebnis in allen drei Fällen ist, dass die Strahlungswärme
nicht gleichmäßig über die Fensterfläche verteilt wird. Das
Fenster besitzt höhere Oberflächentemperaturen im oberen
Teil und eine etwas niedrigere Temperatur im unteren Teil.
Es kann, je nach Messpunkt und Messung, eine Erhöhung
von ca. 2-10 °C verzeichnet werden. Es ist wichtig, darauf
hinzuweisen, dass es sich in sämtlichen
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kapitel II
5.25 m
1
1.7 m
2
3
5 m
Fällen um doppelt verglaste Fenster handelt. In modernen Gebäuden mit dreifach verglasten Fenstern wird die
Temperatursteigerung noch größer sein. Unsere eigenen Messungen von Oberflächentemperaturen an mit
Deckenstrahlungsheizung erwärmten Fenstern zeigen,
dass bei Außentemperaturen zwischen 0 und -5 °C doppelt verglaste Fenster eine Oberflächentemperatur von
12-17 °C dreifach verglaste Fenster eine Oberflächentemperatur von 17-20 °C aufweisen.
Berechnungsbeispiel
Die Formel für die Übertragung von Strahlungswärme
zeigt, dass die Temperaturdifferenz zwischen zwei Flächen eine relativ große Rolle spielt, besonders, wenn die
Temperatur in °K vierter Potenz angegeben wird. Die Formel sagt uns auch, dass automatisch mehr Wärmestrahlung zu kälteren als zu wärmeren Flächen geht, was für
ein Heizsystem ideal ist. Das Diagramm zeigt, wie sich
die Wärmestrahlung über eine Wandfläche (Außenwand)
verteilt. Die Berechnung des Wärmeaustauschs zwischen
den Deckenheizpaneelen und der Wand erfolgt für jeden
Dezimeter der Wand gemäß den Formeln für Winkelfaktoren. Zwei Deckenheizpaneele sind an der Decke in einem
Abstand von 1,7 bzw. 5,25 m parallel zur Wand installiert. Diese Maße wurden den Diagrammen entnommen,
die in Kapitel V die Anordnung der Deckenheizpaneele
beschreiben. Im Beispiel wird von einem kalten Wintertag ausgegangen. Es ist auch interessant zu wissen, dass
die Wärmestrahlung der beiden Paneele ihr Maximum an
verschiedenen Teilen der Wand erreicht.
Dies liegt daran, dass das geometrische Verhältnis, d.h.
der Winkelfaktor, für die beiden Heizpaneele im Verhältnis
zur Wand unterschiedlich ist.
Es geht auch deutlich hervor, dass das Fenster im Vergleich zur Wand neben dem Fenster einen großen Anteil
der Wärmestrahlung erhält. Die Ursache hierfür liegt, wie
bereits erwähnt, darin, dass die Fensterfläche kälter ist
und damit mehr Strahlungswärme „ansaugt“. Dies führt
dazu, dass die Fensterfläche bedeutend mehr erwärmt
wird als bei einer vollkommen konvektiven Wärmequelle,
z.B. einem Lufterhitzer. Die Erwärmung der Fensterfläche
auf ca. +15 °C hat zur Folge, dass das Risiko einer Kaltluftströmung vom Fenster wesentlich verringert wird.
4
1 m
In [2] wird festgestellt, dass ein Raum mit einer Fensterbank einen günstigen Effekt auf die Kaltluftströmung vom
Fenster hat. Dies beruht darauf, dass die Fensterbank
einerseits von der Deckenstrahlungsheizung erwärmt
wird und andererseits den nach unten gerichteten Luftstrom ablenkt und dadurch wärmere Luft untermischt.
5
1 m
6
Der angenommene Raum im Berechnungsbeispiel.
7
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass für die
Anwendung von Deckenstrahlungsheizungen in Gebäuden und Räumen folgendes gilt:
8
• Die Emissionszahl für Flächen im Gebäude ist relativ
gleich, etwa 0,88-0,95.
• Die Deckenhöhe spielt für die Übertragung der
Strahlungswärme von der Deckenstrahlungsheizung
an die Umgebungsflächen keine Rolle.
• Die Übertragung von Strahlungswärme nimmt
automatisch zu, wenn die empfangende Fläche eine
niedrigere Temperatur hat.
• Dank der Erwärmung der Umgebungsflächen
durch das Deckenstrahlungsheizsystem kann
die Lufttemperatur normalerweise 1-2 °C bei
beibehaltener gefühlter Temperatur gesenkt werden.
• Die Unterschiede zwischen Lufttemperatur
und gefühlter Temperatur sind bei
Deckenstrahlungsheizung unter bzw. neben einem
Tisch sehr gering.
• Die Strahlungswärme vom Deckenpaneel erwärmt
die Innenseite eines Fenster, so dass das Risiko auf
Kaltluftströmung minimal ist.
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Änderungen vorbehalten
35
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Abstand vom Fußboden (m)
1
2
5,0
3
4,5
4
4,0
Paneel 1,7 m
von der Wand
5
3,5
Paneel 5,25 m
von der Wand
6
3,0
7
2,5
Wärmestrahlung von
beiden Paneelen
2,0
8
1,5
9
Fenster
1,0
10
0,5
11
0
0
12
10
20
30
40
50
60
Strahlungsleistung (W)
The diagram shows how the transferred heat output from two panels is distributed on a façade wall with a window.
13
Es wurde von folgenden Daten ausgegangen:
14
15
16
17
18
19
36
Wand: - Höhe: 5 m
- Breite: 10 m
- Emissionszahl: 0,9
- Oberflächentemperatur: 22 °C
Fenster: - Höhe der Brüstung: 1 m
- Fensterhöhe: 1 m
- Breite: 10 m
- Emissionszahl: 0,94
- Oberflächentemperatur: 15 °C
Deckenstrahlungsheizung:
- Breite: 1 m
- Länge: 10 m
- Emissionszahl: 0,95
- Oberflächentemperatur: 40 °C
- Einbauhöhe: 5 m
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kapitel III
Wo funktioniert eine Decken­
strahlungs­heizung besonders gut?
Deckenstrahlungsheizungen haben einen sehr breit
gefächerten Anwendungsbereich, breiter als die meisten anderen Typen von Heizungsanlagen. Allgemein
kann man sagen, dass Deckenstrahlungsheizungen in
allen Typen von Gebäuden zu finden sind. Am häufigsten entscheidet man sich in z.B. Sporthallen, Werkstätten, Industriehallen, Lagern und Einkaufszentren für
eine Deckenstrahlungsheizung. Aber auch in anderen
Gebäuden wie Kindertagesstätten, Polikliniken, Wohnhäusern, Schulen und Labors funktioniert eine Deckenstrahlungsheizung ausgezeichnet. Die Leistungsabgabe
einer Deckenstrahlungsheizung besteht zu ca. 40 % aus
Konvektion und 60 % aus Strahlung.
Die konvektive Wärme wird an die Luft an der Decke
abgegeben und trägt dazu bei, die Transmissionsverluste
durch die Decke zu kompensieren. Der durch Strahlung
übertragene Wärmeanteil kommt hauptsächlich dem
Fußboden und den Wänden zugute.
Es ist für ein Gebäude normal, dass etwa 40 % der Transmissionswärmeverluste durch die Decke und etwa 60 %
durch die übrigen Umschließungsflächen das Gebäude
verlassen. Nachstehend eine Berechnung der Transmissions-wärmeverluste für ein Gebäude. Das Ergebnis
zeigt, dass die Verteilung der Verluste wie oben beschrieben erfolgt.
Eingabedaten:
DUT10:
20 °C
Mittlere Jahrestemp.:
6 °C
U-Wert:
Decke: 0,2 W/m², °C
Wand: 0,2 W/m², °C
Boden, innen: 0,3 W/m², °C
Fenster: 2,0 W/m², °C
Fläche:
Decke:
800 m²
Wand:
600 m²
Boden, innen: 680 m²
Boden, außen: 120 m²
Fenster: 30 m²
Temperaturgradient: 0,7 °C/m
Deckenhöhe (Mittel): 5,0 m
Länge:
40 m
Breite:
20 m
% Fensterfläche: 5% der Wandfläche
Raumtemp.:
Aufenthaltszone: 18 °C
Mittel: 20 °C
Decke: 22 °C
Ausgabedaten:
Leistungsbedarf: Decke: (Übertragung) Wände: Boden, innen:
Boden außen:
Fenster: 6640 W
4770 W
2448 W
2448 W
2280 W
17278 W Insgesamt:
1
2
3
4
5
6
7
38%
28%
14%
7%
13%
8
9
100%
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Änderungen vorbehalten
37
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Kapitel IV
1
Anforderungen an die Konstruktion
einer Deckenstrahlungsheizung
2
Die Konstruktionen und technischen Lösungen einer
Deckenstrahlungsheizung sind bei den verschiedenen
Herstellern unterschiedlich. Die Ansprüche an eine funktionierende Deckenstrahlungsheizung sind jedoch die
gleichen und sie werden zum Teil von den physikalischen
Gesetzen bestimmt, die die Wärmeübertragung steuern.
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
38
Grundlegende Anforderungen an eine
Deckenstrahlungsheizung
Eine der wichtigsten Anforderungen, die man an eine Deckenstrahlungsheizung stellen sollte, ist, dass eine so gleichmäßige Temperatur wie nur möglich über ihrer Oberfläche herrschen sollte. Hierdurch wird eine maximale Leistungsabgabe
per Oberflächeneinheit erzielt. Bei einer Wassertemperatur
des Heizsystems von z.B. 55-45 °C oder 60-40 °C, d.h. einer
mittleren Wassertemperatur von 50 °C (55+45/2), sollte auch
die Temperatur auf der gesamten Oberfläche des Produkts
50 °C erreichen. Dies ist jedoch sowohl theoretisch als auch
praktisch unmöglich (es würde eine unendliche Wärmetransmission erfordern), da die Wärmeverluste auf dem Weg vom
Wasser im Rohr bis zur Oberfläche des Produkts stattfinden.
Ziel ist es daher, diese Wärmeverluste in so weit wie möglich
zu reduzieren. Nachstehend wird erklärt, wie diese Zielsetzung bei gleichzeitiger Berücksichtigung anderer Ansprüche
optimiert werden kann.
Abbildung 1. G
rundlegende Elemente einer
Deckenstrahlungsheizung.
Abbildung 2. D
as Rohr wird in einem Aluminiumprofil
aufgeweitet.
Wie soll eine gut konstruierte Deckenstrahlungsheizung aussehen?
Es gibt für eine Deckenstrahlungsheizung in Bezug auf
Qualität, Funktion und Lebensdauer mehrere Beurteilungskriterien. Diese sind:
1. Materialwahl?
2. Wie effektiv ist die Verbindung/der Kontakt
zwischen dem wasserführenden Rohr und der
Strahlungsfläche?
3. Optimierung der Deckenstrahlungsheizung;
Heizleistung/Kosten?
4. Wie gut ist das Produkt getestet?
5. Wie einfach ist die Montage des Produkts?
6. Flexibilität?
7. Finish?
8. Struktur des Produkts?
Es gibt ein grundlegendes Prinzip für alle Decken-heizprodukte mit Wasser als Energieträger. Es basiert auf
einem wasserführenden Rohr und einer Strahlungsfläche. Das Rohr soll mit der Strahlungsfläche so verbunden
werden, dass die Wärme vom Wasser durch die Rohrwand auf die Strahlungsfläche übertragen wird. Siehe
Abbildung 1. Die Temperatur auf der Strahlungsfläche
steigt, und eine Wärmestrahlung entsteht. Um die vorgesehene Leistung im Raum zu erzielen, ist die Oberseite
der Deckenstrahlungsheizung isoliert, so dass unnötige
Wärmestrahlung an die Deckenfläche verhindert wird.
Abbildung 3. Querschnitt eines Grundelements
von Lindab Climate. Das Kupferrohr und die
Strahlungsfläche aus Aluminium sind mit Hilfe der
weltweit patentierten Fertigungsmethode der Firma
Lindab Climate metallurgisch miteinander verbunden.
1. Materialwahl
Die Materialwahl ist für die Heizleistung und die Lebensdauer des Produkts von entscheidender Bedeutung. In
Skandinavien wird für die Strahlungsflächen heute nur
Aluminium verwendet. Dies liegt daran, dass Aluminium
bei einem geringen Gewicht ein sehr effektiver Wärmeleiter ist. Das Material im Rohr ist entweder Stahl oder Kupfer. Die Verwendung von Kupferrohren hat viele Vorteile:
• Das Korrosionsrisiko ist im Vergleich zu Stahlrohren
bedeutend geringer.
• Das Gewicht des Produkts wird reduziert, und
die Materialausweitung (siehe folgende Seite) fällt
gleichmäßiger aus.
• Auch die Montage wird durch die Verwendung von
Kupferrohren bedeutend vereinfacht.
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kapitel IV
2. Verbindung zwischen dem
was­ser­führenden Rohr und der
Strahlungsfläche
Nach erfolgter Materialwahl sollen das wasserführende
Rohr und die Strahlungsfläche so verbunden werden, dass
zwischen den beiden ein/e möglichst guter Kontakt/gute
Verbindung entsteht. Die Verbindung zwischen Rohr und
Strahlungsfläche beeinflusst in hohem Maße die Funktion
eines Wärmestrahlungspaneels. Diese Verbindung kann
mit Hilfe dreier verschiedener Methoden erfolgen.
1. Mit verschiedenen Hilfsmitteln werden die beiden
Flächen miteinander verschraubt, zusammengepresst
oder mit Schnappverschlüssen verbunden. Siehe
Abbildung 1 auf der vorhergehenden Seite.
2. In ein Aluminiumprofil, das wie ein Rohr geformt ist und
mit der Strahlungsfläche eine Einheit bildet, wird
ein Rohr geführt, das normalerweise aus Kupfer ist.
Das Rohr wird dann zur Gewährleistung eines guten
Kontakts zwischen den beiden Materialien geweitet.
Siehe Abbildung 2 auf der vorhergehenden Seite.
3. Hier wird unter sehr hohem Druck (etwa 50 Tonnen)
ein Kupferrohr mit einem Aluminiumblech
zuammengewalzt, wodurch eine Einheit entsteht. Das
Kupferrohr wird dann mit Druckluft auf normale Größe
aufgedrückt und erhält gleichzeitig seine rhombische
Form. Siehe Abbildung 3 auf der vorhergehenden
Seite.
Die beiden zuerst genannten Verbindungen zwischen
Rohr und Strahlungsfläche sind also vollkommen mechanischer Art. Es ist offensichtlich, dass eine Verbindung,
die auf mechanischem Wege zustande kam, keine optimale Wärmeübertragung sicherstellen kann. Eine Mehrzahl von Experimenten mit solchen Lösungen [14] zeigt
bedeutende Leistungsverluste – nicht zuletzt nach einer
längeren Anwendungszeit. Letztere ist eine metallurgische Verbindung (die Materialien vermischen sich teilweise durch eine molekulare Verbindung). In Bezug auf
ihre Qualität sind die beiden letztgenannten Lösungen
bei korrekter Ausführung gut. Die Konstruktion der ersten Lösung ist aus unterschiedlichen Gründen bedeutend schlechter. Das hängt vor allem damit zusammen,
dass verschiedene Materialien bei Erhitzung einer unterschiedlichen Ausdehnung unterliegen. Der Unterschied
in der Ausdehnung zwischen Stahl und Aluminium ist
bedeutend größer als der Ausdehnungsunterschied zwischen Kupfer und Aluminium.
Bei nicht sorgfältiger Handhabung kann sich der Kontakt zwischen Rohr und Strahlungsfläche verschlechtern. Eine metallurgische Verbindung (Konstruktion Nr.
3) bringt die meisten Vorteile. Die Materialerweiterung
erfolgt vollkommen gleichmäßig, das Korrosionsrisiko ist
minimiert, und es ist nicht möglich, den Kontakt zwischen
Rohr und Strahlungsfläche auf Grund nicht sorgfältiger
Handhabung während Produktion, Transport oder Montage zu verschlechtern.
1
2
3
Expansionskoeffizienten für verschiedene
Materialien:
Aluminium Kupfer Stahl 4
24
16
12
5
Hieraus geht hervor, dass eine mechanische Verbindung
der verschiedenen Metalle technisch gesehen falsch ist,
da diese zu Leistungsverlusten beim Endprodukt führt.
Dies natürlich unter der Voraussetzung, dass der punktuelle Kontakt zwischen Rohr und Strahlungsfläche nicht
unendlich ist. Hat die punktuelle Verbindung in zu großen
Abständen stattgefunden, wird das Aluminiumblech (Strahlungsfläche) sich vom Stahl- oder Kupferrohr lösen, was
wiederum zu Leistungsverlusten führt. Die mechanische
Verbindung eines Stahlrohrs mit einem Aluminium-blech
gibt natürlich den schlechtesten thermischen Kontakt.
Beispiel:
Voraussetzung: Ein Stahlrohr wird mechanisch (punktuell) jeweils nach einem Meter mit einem Aluminiumblech
verbunden.
WS: Raum: 80/60 °C
20 °C
Ergebnis: Das Aluminiumblech wird sich 0,6 mm vom
Stahlrohr entfernen, d.h. der Kontakt wird nur punktuell erfolgen und auch die einzige Stelle auf dem Produkt
sein, auf dem eine effektive Wärmeübertragung erfolgt.
Galvanische Korrosion
Diese Problematik tritt eher bei Kühldecken auf, wo es an
gewissen Zeitpunkten im Laufe des Jahres zu Kondensation kommen kann. Sie kann jedoch auch bei einem
hohen Feuchtigkeitsgehalt der Raumluft oder wenn die
Produkte eine Rolle spielen, insbesondere, wenn diese
keiner Wärmeeinwirkung ausgesetzt sind.
Um sich in diesen Fällen ein Bild vom Ausmaß des Risikos machen zu können, wird auf die Tabelle auf der folgenden Seite hingewiesen.
Das Aluminiumblech „löst sich“ vom Stahlrohr, was einen
verschlechterten Kontakt zwischen Rohr und Strahlungsfläche und eine verringerte Heizleistung zur Folge hat.
Außerdem sind diese Konstruktionstypen bezüglich der
Handhabung des Produkts in der Produktion, bei der Lieferung und bei der Montage empfindlich.
Änderungen vorbehalten
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
39
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
2
Me/Men+
Me/MexZy, pH7
Pt/Pt2+
+1.20V
+0.57/Pt/PtO)
Pt +0.47V
Ag/Ag
+0.80V
+0.22(Ag/AgC1)
Ti +0.37V
Cu/Cu2+
+0.34V
+0.05(Cu/Cu2O)
Ag +0.30V
H2/H+
±0.00V
-0.414(H2/H2O)
Cu +0.04V
Pb/Pb2+
-0.13V
-0.27(Pb/PbCl2)
Ni -0.03V
Ni/Ni2+
-0.25V
-0.30(Ni/NiO)
Pb -0.27V
Fe/Fe2+
-0.44V
-0.46(Fe/FeO)
Fe -0.40V
Zn/Zn2+
-0.76V
-0.83(Zn/ZnO)
Al -0.53V
Ti/Ti2+
-1.63V
-0.50/Ti2O3/TiO2)
Zn -0.76V
Al/Al
-1.67V
-1.90(Al/Al2O3)
+
3
4
5
3+
6
Galvanische Reihe in
3 % NaCl im Verhältnis zur
Normalwasserstoffelektrode
Standardpotentialreihen (elektrochemische Spannungsreihen und Galvanische Reihe für einige gebräuchliche
Metalle.
7
1,0
0,9
Wirkungsgrad, F
Standardpotentialreihen
im Verhältnis zur Normalwasserstoffelektrode
1
0,8
D
0,7
UL
W
0,6
0
0,5
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
40
3. Optimierung der
Deckenstrahlungsheizung
Wie gut die Wärmeübertragung zwischen Rohr und Strahlungsfläche ausfällt und in welchem Ausmaß die Strahlungsfläche in der Lage ist, die Wärme zu leiten, lässt
sich mit dem Begriff Wirkungsgrad der Strahlungsflächen
beschreiben. Der Wirkungsgrad ist ein Maß, das den Verlust bei der Wärmeübertragung in einer Strahlungsfläche
auf Grund von Diskrepanzen in der Leistungsverteilung
über der Fläche beschreibt.
1,0
( kδU (
1/2
L
Galvanische Korrosion entsteht auf Grund der Zusammenschaltung zweier Metalle mit unterschiedlichem Elektrodenpotential. Aluminiumhydroxid (sieht so ähnlich aus
wie Mehl) wird nahe dem Rohr auf dem Aluminium ausgefällt. Dieser Belag verhindert effektiv den Wärmeübergang vom Rohr zur Strahlungsfläche, was wiederum einen
Leistungsverlust der Decken-strahlungsheizung bedeutet.
Die Voraussetzung für diesen Prozess ist, dass Feuchtigkeit zwischen die verschiedenen Materialien eindringen
kann. Aus der Tabelle geht hervor, dass man mechanische
Verbindungen zwischen Kupfer und Aluminium, aber auch
zwischen Stahl und Aluminium definitiv vermeiden sollte.
In gewissen Raumtypen, wo mit Zeiträumen mit einem
hohen Feuchtigkeitsgehalt zu rechnen ist, oder in den Fällen, wo man aus hygienischen Gründen die Produkte sauberspülen möchte, sollten Produkte mit mechanischem
Kontakt (Konstruktion 1) vermieden werden. Dringt Feuchtigkeit zwischen Kupferrohr/Stahlrohr und Aluminiumblech
ein, besteht das Risiko einer galvanischen Korrosion.
d
1,5
W-D
2
Der Wirkungsgrad für Rohr und Strahlungsfläche bei
homogenem Kontakt.
Erklärung:
D:
Äußerer Rohrdurchmesser
d:
Größe der Strahlungsfläche
w:
Mitte-Mitte-Abstand, Rohrreihen
UL :Wärmebelastung, insgesamt per Oberflächeneinheit W/m² 
°C, beträgt bei freihängender
Montage etwa 11
k:
Wärmeleitzahl
Aus der Formel geht hervor, dass ein höherer Wirkungsgrad der Strahlungsfläche wie folgt erreicht werden kann:
1. Verwendung von Materialien mit einer hohen
Wärmeleitfähigkeit.
2. Strahlungsfläche mit größerem Durchmesser.
3. Größerer Rohrdurchmesser (der Wirkungsgrad
berücksichtigt jedoch nicht, dass ein größerer
Rohrdurchmesser die Reynolds-Zahl senkt und das
Risiko einer Laminarströmung erhöht, wodurch die
Wärmeübertragung zwischen Wasser und Rohrwand
bedeutend verschlechtert wird).
4. Verringerung des Mitte-Mitte-Abstandes zwischen den
Rohrreihen.
Dieser Wirkungsgrad lässt sich theoretisch berechnen.
Folglich lassen sich auch die Größe der Strahlungsfläche,
Mitte-Mitte-Abstand zwischen den Rohrreihen, enthaltenes Material und Rohrdurchmesser optimieren.
Achtung! Das Diagramm gilt bei einem perfekten (homogenen) Kontakt zwischen Rohr und Strahlungsfläche.
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Wärmeleitfähigkeit
Für die Beantwortung von Punkt 1 im vorhergehenden
Abschnitt ist es notwendig, die Wärmeleitzahl der evtl.
aktuellen Metalle zu kennen.
Material
Wärmeleitzahl (W/m K)
Aluminium 218
Kupfer 385
Stahl 84
Silber 420
Gold 300
Zinn 65
Nickel 88
Kapitel IV
1
4. Wie gut wurde das Produkt
getestet?
2
Wenn das Produkt von einer neutralen Prüfanstalt getestet wurde, kann man klare Beweise für Qualität und
Lebensdauer des Produkts erhalten. Die Deckenstrahlungsheizung von Lindab Climate wurde einer Vielzahl
extremer Tests unterzogen. Hier folgt eine Auswahl:
Einige dieser Metalle können aus Kostengründen direkt
ausgeschlossen werden. Die bereits genannten Metalle
können als Strahlungsfläche verwendet werden: Aluminium, Kupfer oder Stahl. Der Grund für die Wahl von Aluminium geht aus der folgenden Tabelle hervor.
Material/
Eigenschaft
Kosten
Gewicht
Strength
Aluminium
1: -*
1 kg*
1 N/m²
Copper
1: -
2 kg
0.6 N/m²
Steel
1: -*
4 kg*
6 N/m²
*) Index = 1 1 für Al. Die Tabelle gilt für das Erzielen des
gleichen Wirkungsgrades, bei angepasster Materialstärke.
Ein zusätzlicher Grund für die Verwendung von Aluminium ist die sehr gute Korrosionsbeständigkeit dieses
Metalls.
Einige Beispiele:
Wie wird die Größe der Strahlungsfläche beeinflusst,
wenn Kupfer anstelle von Aluminium verwendet und der
Wirkungsgrad konstant gehalten wird?
Kupfer: Die Strahlungsfläche kann im Großen und
Ganzen halbiert werden, um den gleichen Wirkungsgrad zu erreichen.
Stahl: Die Fläche muss mit einem Faktor von 2,5 vergrößert werden.
Rohrteilung
Die Rohrteilung ist für die Heizleistung von Bedeutung. Je
dichter die Rohrteilung, desto gleichmäßiger ist die Oberflächentemperatur und desto höher die Leistung oder
je kleiner die Heizfläche, die im Raum installiert werden
muss. Optimal für die Wärmeabgabe wäre mit anderen
Worten die Installation ausschließlich von Heizrohren,
unter der Decke. Dies ist auf Grund von Kosten, Material
und Installation jedoch nicht durchführbar. Es gilt stattdessen, die optimale Rohrteilung auszurechnen, ohne zu
viel Heizleistung zu verlieren.
3
4
1. Die Produkte lagen während eines Zeitraums von 10
Jahren ungeschützt im Freien (hier als Sonnenkollektoren), um eventuelle Korrosionsrisiken
festzustellen.
5
6
2. Expansionstests. Um zu sehen, ob der Unterschied
in der Expansion zwischen dem Kupferrohr und dem
Aluminiumflügel eine Auswirkung auf das Produkt
hat, wurde das Material mehrmals einer Temperatur
von 200 °C ausgesetzt, um danach mit 10 °C kaltem
Wasser durchströmt zu werden.
3. Drucktests. Zur Feststellung von Materialermüdungserscheinungen und evtl. Rissbildungen
in der Konstruktion, wurden die Produkte 5000
Mal Druckproben bei einem Druck von 10-12
bar ausgesetzt. Die beiden letztgenannten Tests
wurden vom Schwedischen Materialprüfungs- und
Forschungsinstitut durchgeführt. In keinem Fall
konnten Qualitätsverschlechterungen des Produkts
festgestellt werden.
5. Einfache Montage
Ein stabiles Produkt mit niedrigem Gewicht führt zu niedrigeren Gesamtkosten (Produktpreis + Install-ationskosten). Die Materialwahl ist erneut ausschlaggebend für
den Erfolg. Aber auch die Konstruktion des Produkte und
seine Zusammensetzung sind von gewisser Bedeutung.
Ein niedriges Gewicht führt außerdem zu einer geringeren
Belastung der Deckenkonstruktion.
6. Flexibilität
Mit Flexibilität ist die Anpassung des Produkts an neue
Raumeinteilungen gemeint. Die Flexibilität ist für den
Hausbesitzer von großer Bedeutung, der ein Gebäude während seiner Lebensdauer an mehrere Mieter mit
unterschiedlichen Nutzungsarten vermieten wird. Die
Heizungsanlage sollte keine Begrenzung für den Typ
der Tätigkeit im entsprechenden Raum darstellen. Wurde der Raum als Lager benutzt, darf die Heizungsanlage kein Hindernis für die Nutzung der Räumlichkeiten als
Industrielokal sein, in dem beispielsweise Maschinen im
Fußboden verankert werden sollen. Die Produkte sollten
einfach an der Decke montiert und dahin versetzt werden können, wo sie am wirksamsten sind. Eine Voraussetzung hierfür sind vorgefertigte Einheiten, die einfach
angeschlossen und verbunden werden können.
Änderungen vorbehalten
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
41
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
7. Finish des Produkts
1
In Bezug auf das Finish ist vor allem die Ober-flächenbehandlung von Bedeutung. Eine automatisierte Produktion mit einer gut ausgeführten Vorbehandlung in Verbindung mit einer einbrennlackierten Oberfläche verleiht der
Oberfläche eine hohe Qualität.
2
3
8. Die Struktur des Produkts
Damit die Deckenstrahlungsheizung die gewünschte
Leistung erbringt, sollte die Oberfläche zur Vermeidung
unnötiger Luftbewegungen (Konvektion) glatt sein. Der
Strahlungsanteil sollte sowohl hinsichtlich des Komforts
als auch der Betriebskosten möglich hoch ausfallen. Die
Isolierung auf der Oberseite sollte so gut sein, dass die
Heizleistung sich auf die Unterseite der Deckenstrahlungsheizung konzentriert.
4
5
6
Produkte ganz aus Aluminium
Diese Produkttypen, bei denen sowohl das Rohr als auch
die Strahlungsfläche aus Aluminium besteht, kommen
selten vor. Grund hierfür ist das offenbare Korrosionsrisiko, das beim Leiten von Wasser durch ein Aluminiumrohr
auftritt.
7
8
9
10
11
Korrosion kann innerhalb von wenigen Tagen zu Undichtigkeiten führen. Um diesen Typ von Korrosion zu unterbinden, versieht man das Wasser mit so genannten Inhibitoren, d.h. verschiedenen Typen von Chemikalien, die
den Korrosionsverlauf verhindern sollen. Das Problem
von Inhibitoren ist jedoch, dass sie kontinuierlich verbraucht werden, was bedeutet, dass zur Beseitigung des
Risikos kontinuierlich neue hinzugefügt werden müssen.
Bei einem zu niedrigen Gehalt von Inhibitoren können
diese mehr Schaden anrichten als Nutzen bringen, d.h.,
den Korrosionsprozess beschleunigen.
12
13
14
15
16
17
18
19
42
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kapitel V
Anordnung einer
Deckenstrahlungsheizung
Die Grundregel bei der Anordnung einer Decken-strahlungsheizung in einem Raum ist eine so gleichmäßige
Verteilung wie nur möglich. Die Paneele sollten außerdem
im Verhältnis zu den Wärmeverlusten der Umgebungsflächen angeordnet werden. Auf die Fassaden- und Fensterflächen ist eine größere Anzahl wärmeabgebender Flächen zu legen, einerseits zur Deckung der Wärmeverluste
und andererseits zur Erwärmung der Fensterflächen, um
Kaltluftströmungen entgegenwirken zu können. Bei der
Wahl des Belüftungssystems oder der Anbringung der
Luftauslässe muss man das Deckenheizsystem nicht
berücksichtigen. Deckenstrahlungsheizungen verursachen keine Luftbewegungen. Die Referenzen [10] und [11]
haben die Luftbewegung in Räumen mit Deckenstrahlungsheizung untersucht. Zusammenfassend kam man
zu dem Ergebnis, dass äußerst geringe Luftbewegungen in einem Raum vorkommen. Nur in der Nähe kalter
Außenwänden können Luftgeschwindigkeiten registriert
werden, die 0,03 m/s überschreiten. Die normalerweise
in einem Raum vorkommenden Luftgeschwindigkeiten,
0,1-0,2 m/s, werden von der Lüftung und konvektiven
Luftbewegungen in der Nähe von Personen und warmen
Apparaten verursacht.
Nebenstehend werden Anweisungen für eine ideale
Anordnung der Heizpaneele gegeben. In der Praxis treten jedoch für eine ideale Anordnung der Paneele häufig
Hindernisse auf. Es kann sich hierbei um Deckenbalken,
Deckenkonstruktionen, Beleuchtungsarmaturen oder
andere Installationen an der Decke handeln. Außerdem
können durch eine vereinfachte Verteilung der Heizpaneele Kosten für die Rohrverlegung eingespart werden,
auch wenn keine ideale Anordnung erreicht wird.
Bei einer Außenwand ohne Fenster sollte das
Paneel an der Wand wie folgt angebracht werden:
Bei dem angegebenen Abstand zur Außenwand bei verschiedenen Deckenhöhen beträgt die Verteilung der
Wärmestrahlung ca. 60-70 % zur Außenwand und ca.
30-40 % zum Boden. Dies entspricht in etwa der Verteilung der Transmissionsverluste entlang einer Außenwand
und der äußeren und inneren Randzone auf dem Boden,
die von einem Deckenheizpaneel/Heizstrips abgedeckt
wird. Es ist nicht erforderlich, Strips oder Paneele anzuwinkeln, um die Wärmestrahlung z.B. auf eine Außenwand
zu richten. Es wird von einer normalen Teilung zwischen
den Deckenheizpaneelen ausgegangen, siehe unten.
1
2
3
4
Zur Außenwand mit Fenster: Befinden sich in der
Außenwand normale oder große Glasflächen, können die
Paneele näher zur Wand angebracht werden. Eine Verdichtung der Heizleistung sollte erfolgen, um das Risiko
für eventuelle Kaltluftströmung zu senken und den erforderlichen Wert der gefühlten Temperatur zu erreichen.
5
Bei einem kleineren Fenster ist eine solche Verdichtung selten notwendig. Es ist in diesen Fällen schwierig,
Faustregeln aufzustellen, da die Variationen in Bezug auf
Fenstergrößen und Gebäudegestaltung groß auffallen.
7
Die Aufteilung zwischen Paneelen geht aus nachstehendem Diagramm hervor. Im Diagramm wird die empfohlene Aufteilung zwischen Paneelen als Funktion der Einbauhöhe dargestellt. Mit der empfohlenen Aufteilung wird
eine Wärmestrahlung erhalten, die genauso groß in der
Mitte zwischen den Deckenheizpaneelen wie in der Mitte
unter diesen ist. Dies bedeutet, dass die Wärmestrahlung
möglichst gleichmäßig verteilt wird.
Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass es sich bei den
nach-stehenden Anweisungen um empfohlene Werte
handelt. Ist es aus praktischen Gründen nicht möglich,
diese Werte zu erreichen, und ist die Abweichung von
diesen groß, sollte man sich mit uns in Verbindung setzen, um sicherzustellen, dass keine Probleme auftreten.
Bei geringerer Abweichung treten in den meisten Fällen
wahrscheinlich keine Probleme auf.
Der Mensch ist nicht so empfindlich, dass er bei kleinen
Unterschieden in der Wärmestrahlung, die auftreten,
wenn eine empfohlene Teilung nicht möglich ist, Unbehagen empfindet. Folgende Faustregel sollte angestrebt
werden, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der
Wärmestrahlung zu erhalten.
6
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Änderungen vorbehalten
43
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Kapitel V
1
Anordnung einer Deckenstrahlungsheizung
2
7
3
6
Abstand zur Außenwand (m)
4
5
6
7
5
4
3
2
1
8
0
3
4
5
6
9
7
Einbauhöhe (m)
8
10
15
Empfohlener Abstand zwischen Deckenstrahlungspaneel und Außenwand ohne Fenster.
10
11
10
9
12
14
15
16
17
18
19
44
Abstand zur Außenwand (m)
13
8
7
6
5
4
3
2
1
0
3
4
5
6
7
Einbauhöhe (m)
Empfohlener Abstand zwischen den Deckenheizpaneelen.
Änderungen vorbehalten
8
9
10
30
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kapitel VI
Anzahl und Größe sind selbstverständlich so zu wählen,
dass sich die Deckenheizpaneele auf die Raumfläche verteilen (siehe Kapitel V). Sind diese Werte vorgeschrieben,
sind außerdem die Asymmetrie der Strahlungstemperatur und die gerichtete operative Temperatur zu überprüfen. Nach durchgeführter Verteilung der Deckenpaneele
auf Grund des Heizleistungsbedarfs, der Geometrie des
Raums und unter Berücksichtigung der Einrichtung und
sonstiger Installationen sollte eine Kontrolle der Asymmetrie der Strahlungstemperatur (STA) erfolgen. Die STA
wird als Unterschied der Wärmestrahlung auf beiden Seiten einer kleinen, planen Messfläche (siehe auch Kapitel I) definiert. Die plane Strahlungstemperatur wird mit
Hilfe der gemessenen Oberflächentemperaturen und
Winkelfaktoren berechnet, oder mit einem Thermometer
für Strahlungstemperatur gemessen. Die STA wird auf
einer kleinen Fläche auf einer Höhe von entweder 0,6 m,
was einer sitzenden Person entspricht, oder auf einer
Höhe von 1,1 m, was einer stehenden Person entspricht,
gemessen. Laut Schwedischem Institut für Raumklima [8]
sowie der ISO-Norm 7730 beträgt die STA bei Deckenstrahlungsheizung maximal 5 °C an.
Temperatur und erforderliche
Einbauhöhe
Die Temperatur der Deckenstrahlungsheizung, d.h. die
Temperatur im Heizsystem, beeinflusst die Leistungsabgabe (siehe Kapitel VII). Außerdem wirkt sie sich auf
das Empfinden der Wärme von der Deckenstrahlungsheizung aus. Häufig wird die Frage, ob es zu warm auf
dem Kopf wird, gestellt. In diesem Kapitel behandeln
wir die Voraussetzungen für die Beeinflussung des Klimaempfindens durch Temperatur und Einbauhöhe der
Deckenstrahlungsheizung.
Unter anderem werden die Installationen und die Wärmequelle des Gebäudes, die Anzahl und Größe der Deckenpaneele, die Deckenhöhe, die Asymmetrie der Strahlungstemperatur und die gefühlte Temperatur, die von und mit der
Höhe der Temperatur beeinflusst. In diesem Zusammenhang sollte darauf hingewiesen werden, dass die Temperatur im Heizsystem nicht mit zunehmender Deckenhöhe
ansteigen muss. Die Ursache hierfür wird in Kapitel II erklärt.
Die STA wird normalerweise direkt unter einem Deckenheizpaneel berechnet und ist von der Einbauhöhe, der
Oberflächentemperatur und Größe des Paneels sowie
den Temperaturen der sonstigen Umgebungsflächen
abhängig. Zur Vermeidung einer umfassende Kalkulationsarbeit, finden Sie nachstehend Diagramme, die die
niedrigste zugelassene Einbauhöhe angeben, damit die
STA 5 °C nicht überschritten wird.
Häufig geht man von einer gewählten Temperatur aus
und bestimmt dann, genau wie für konventionelle Heizsysteme, die Anzahl und Größe der Deckenheizpaneele
zur Deckung des ausgelegten Heizleistungsbedarfs (siehe Kapitel VII).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
4,0
3,5
12
Niedrigste Einbauhöhe (m)
3,0
Paneelbreite
Panelbredd
2,5
100cm
87cm
2,0
73cm
13
14
60cm
1,5
46cm
15
33cm
1,0
16
0,5
17
0,0
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
Durchschnittliche Außentemperatur, Deckensheizpaneel ( °C)
Die niedrigste Einbauhöhe für Deckenheizpaneele bei einer Asymmetrie der Strahlungstemperatur von 5 °C.
Die Länge der Paneele beträgt 3,6 m.
Änderungen vorbehalten
18
19
45
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Kapitel VI
1
Die verschiedenen Kurven geben die verschiedene Breite
der Deckenpaneele an. Die unterschiedlichen Diagramme gelten für verschiedene Längen der Deckenpaneele
(3,6 und 10 m). Bei der Präsentation dieser Kurven geht
man davon aus, dass alle sonstigen Umgebungsflächen
die gleiche Temperatur haben. Dies ist in der Praxis selten
der Fall. Die STA wird in den meisten Fällen einen günstigeren Wert haben. Normalerweise gibt es ein oder mehrere kalte Fenster, und der Fußboden ist bei Deckenstrahlungsheizung häufig wärmer als die umgebenden Wände.
Dies hat zur Folge, dass die STA sinkt, da das Fenster/
die Fenster oft oberhalb der Messfläche liegt/liegen und
hierdurch von den warmen Deckenheizpaneelen kompensiert wird/werden. Der warme Fußboden trägt auch
zur Erhöhung der planen Strahlungstemperatur unter
der Messfläche bei, was zu einer reduzierten STA führt.
Zusammenfassend wird die STA unter 5 °C liegen, wenn
die Deckenstrahlungsheizung in der im Diagramm angegebenen Höhe installiert wird.
2
3
4
5
6
7
In diesem Zusammenhang ist es wichtig, festzustellen,
dass wir von dimensionierenden Heiztemperaturen sprechen, die statistisch an einigen Tagen jährlich eintreffen.
An den meisten Tagen eines Jahres liegt die STA bei
Deckenstrahlungsheizungen unter 5 °C.
8
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die
Paneele mit abnehmender Größe (kürzer und/oder schmaler) niedriger montiert werden können, ohne die angegebene Asymmetrie der Strahlungstemperatur zu überschreiten. In [1] wurden Messungen der Hauttemperatur
durchgeführt und das Komfortempfinden von 15 Versuchspersonen beim Aufenthalt in Räumen mit Deckenstrahlungsheizung registriert. Zusammenfassend ist
festzustellen, dass kein größerer Unterschied als normal
zwischen der Temperatur der Kopfhaut und der Temperatur des übrigen Körpers gemessen werden konnte. Was
das Komfortempfinden betrifft, gab es kleinere Unterschiede in den Angaben bezüglich des Komfortempfindens zwischen Kopf und Füßen. Der Unterschied war
jedoch nicht größer als der, den auch andere Heizsysteme verursachen. Bei eigenen Messungen der Asymmetrie der Strahlungstemperatur wurden in verschiedenen
Gebäuden, z.B. Schulen, Kindertagesstätten, Autohallen,
Büros und Industrieräumen, Werte zwischen 1,0-5,5 °C
gemessen. Die meisten Werte liegen bei 2-3 °C. Der
höhere Wert (5,5 °C) wurde in einer Werkstatt mit einem
Tor gemessen, das öfter geöffnet wurde, was zu einer
Senkung der Bodentemperatur führte.
9
10
7,0
11
6,0
12
5,0
14
15
16
17
18
Niedrigste Einbauhöhe (m)
13
Paneelbreite
100cm
87cm
4,0
73cm
60cm
3,0
46cm
33cm
2,0
1,0
0,0
30
35
40
45
50
55
60
65
75
80
Die niedrigste Einbauhöhe für Deckenheizpaneele bei einer Asymmetrie der Strahlungstemperatur von 5 °C. Die Länge
der Paneele beträgt >10 m.
19
46
70
Durchschnittliche Außentemperatur, Deckenheizpaneel ( °C)
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
werden kann. In den nachstehenden Diagrammen wird
die operative Temperatur als Funktion der Einbauhöhe
dargestellt. Sie zeigen Fälle mit einer Lufttemperatur von
10 bzw. 15 °C. Man geht davon aus, dass Wände und
Decke die gleiche Temperatur wie die Luft haben, während der Fußboden auf eine Temperatur erwärmt wird, die
ca. 2 °C über der Lufttemperatur liegt. Die verschiedenen
Kurven sind für eine Breite der Deckenstrahlungsheizung
von 0,6 m bzw. 1,2 m bei zwei verschiedenen Systemtemperaturen, 55/45 bzw. 80/60 °C repräsentativ.
Kapitel VI
Zonenheizung
Deckenstrahlungsheizungen haben bei der Beheizung
eines Raumteils oder einer bestimmten Zone einen
besonderen Vorteil. Man kann eine niedrigere Lufttemperatur im Raum halten und örtlich die gefühlte Temperatur
an der Stelle erhöhen, wo Menschen arbeiten/sich aufhalten. Die höhere Temperatur an der Deckenstrahlungsheizung und am Fußboden führt dazu, dass die operative
Temperatur um einiges über der Lufttemperatur erhöht
1
2
3
4
Gefühlte Temperatur bei der Heizung von Zonen
21,00
20,00
Gefühlte Temperatur ( °C)
5
Temperaturen:
Temperaturer:
Luft:
15° C
Luft:
15 °C
Väggar:
15°
C
Wände:
15°
15 °C
Tak:
C
Decke:
15 °C
Golv: 17°
C
Boden: 17 °C
19,00
6
7
Breite der
Heizpaneele/Systemtemperatur
Bredd takvärmare/systemtemperatur
8
18,00
1,2 m/80-60° C
1,2 m/55-45° C
17,00
9
0,6 m/80-60° C
0,6 m/55-45° C
16,00
15,00
2,0
10
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
11
Einbauhöhe (m)
12
17,00
13
Temperaturen:
Temperaturer:
Luft:
10° C
Luft: 10 °C
Väggar: 10° C
Wände: 10 °C
Tak:
10° C
Decke: 10 °C
Golv:
12° C
Boden: 12 °C
16,00
Gefühlte Temperatur ( °C)
15,00
14,00
Breite der
Heizpaneele/Systemtemperatur
Bredd takvärmare/systemtemperatur
13,00
1,2 m/80-60° C
1,2 m/55-45° C
12,00
0,6 m/80-60° C
0,6 m/55-45° C
11,00
10,00
14
15
16
17
18
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
Einbauhöhe (m)
Änderungen vorbehalten
4,0
19
47
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Kapitel VII
1
Leistung und Energie
2
Bei der Ermittlung des Heizleistungsbedarfs werden, wie
früher bereits erwähnt, zuerst die verschiedenen Gebäudeteile bezüglich Fläche und Wärmedurchgangszahl,
Up-Wert, und danach der Umittel-Wert berechnet.
3
Bei der Berechnung des Heizleistungsbedarfs in einem
neuen Gebäude kann man bei Deckenstrahlungsheizung
von einer ein bis zwei Grad niedrigeren Raumtemperatur
als normal ausgehen. Diese Senkung ist jedoch nur ein
Erfahrungswert, und in der Projektphase sollten empfindliche Teile des Gebäudes hinsichtlich Betriebstemperaturen oder anderer vorgeschriebener, von der Temperatur
abhängigen Klimafaktoren überprüft werden.
4
5
6
Dass normalerweise eine Temperatursenkung möglich
ist, ist, wie bereits erwähnt, davon abhängig, dass die
Wärmestrahlung von der Decke die Umgebungsflächen,
wie z.B. Fußboden, Wände und Einrichtung erwärmt. Der
Mensch empfindet in diesem Fall, dass die Wärmestrahlung vom Körper verringert wird.
7
8
Zur Beibehaltung des angemessenen Komforts kann die
Temperatur der Raumluft genauso viel gesenkt werden,
wie die Mitteltemperatur der Umgebungsflächen erhöht
wurde. Dies gilt unter der Voraussetzung, dass übrige
Klimafaktoren auf einem konstanten Niveau gehalten
werden und dass die Luftgeschwindigkeit 0,15 m/s nicht
überschreitet. Sobald man eine Heizquelle in einem Raum
und eine über der Außentemperatur liegende Temperatur
hat, entsteht auf Grund von Densitätsunterschieden zwischen Warm- und Kaltluft im Raum ein Temperaturgradient. Der Gradient ist nicht überall gleich groß. Besonders
in der Nähe von Boden und Decken aber auch an Außenwänden ist der Gradient nicht linear. In den übrigen Teilen
eines Raums ist der Temperaturgradient häufig fast linear.
Die Größe des Temperaturgradienten variiert mit der Lage
im Raum, der Temperatur der Raumflächen, der Belüftung und der Größe des Raums, der Wärmemenge und
der Anordnung, unfreiwilliger Belüftung, der Möblierung
sowie der im Raum ausgeübten Tätigkeit [12]. Hieraus
geht hervor, dass viele Faktoren Einfluss auf den Raumgradienten haben, ein Teil der Faktoren jedoch größtenteils von geringer bzw. sehr geringer Bedeutung ist.
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
48
Es wird normalerweise einem Leistungsbedarf auf Grund
unfreiwilliger Belüftung, Pov, mit folgenden Werten ausgegangen:
Pdim= Pt + Pov + Pv
Hierbei ist:
Pt = Leistungsbedarf auf Grund von Transmission
Pov = Leistungsbedarf auf Grund von unfreiwilliger
Lüftung
Pv = Leistungsbedarf auf Grund von Ventilation
Die zugeführte Leistung, die intern im Raum entsteht,
wird normalerweise nicht in die Berechnung aufgenommen, wenn sie nicht als eine konstant wirkende Wärmequelle zu betrachten ist.
– Ältere Wohnräume: 0,4-0,6 Luftwechsel/Std.
– Neuere Wohnräume: 0,2-0,4 Luftwechsel/Std.
– Ältere gewerbliche Räume: 0,3-0,5 Luftwechsel/Std.
– Neuere gewerbliche Räume: 0,1-0,3 Luftwechsel/Std
Der Leistungsbedarf auf Grund von Ventilation wird wie
folgt berechnet:
Pv = q*×*cp*×tv
Der Leistungsbedarf aufgrund von Transmission wird
wie folgt berechnet:
Hierbei ist: q = Luftmenge, Außenluft (m3/s)
Pt = ΣiUi*Ai*∆ti
cp = Wärmekapazität der Luft
Ai = Fläche für jeden Gebäudeteil (m²)
Ui = der K-Wert für jeden Gebäudeteil (W/m² °C)
∆tv = Temperaturdifferenz zwischen der
Temperatur der Außenluft und der
Einblastemperatur.
∆ti = Die Temperaturdifferenz für jeden Gebäudeteil,
d.h., dass bei der Berechnung von jedem Gebäudeteil der Temperaturgradient berücksichtigt
wird. Bei niedrigen Deckenhöhen (ca. 2,5-3,5 m)
muss der Temperaturgradient nicht berücksichtigt werden.
ρ = Luftdichte (kg/m3)
Die Berechnung des zu dimensionierenden Leistungsbedarfs für die Heizung.
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kapitel VII
Relativer Heizleistungsbedarf
Die Einwirkung eines Deckenstrahlungsheizsystems auf
den Temperaturgradienten ist günstig. Die umgebenden
Raumflächen werden von der Wärmestrahlung erwärmt
und geben wiederum einerseits durch Strahlung (sekundär) Wärme an andere Flächen und andererseits durch
Konvektion Wärme an die Luft ab. Dies hat zur Folge, dass die Luft sehr gleichmäßig in allen Raumteilen
erwärmt wird. Das Ergebnis ist, relativ betrachtet, ein sehr
kleiner Temperaturgradient.
Der Energiebedarf für die Heizung entsteht aus drei Faktoren: Transmission, Lüftung und unfreiwillige Lüftung.
Die Transmission steht normalerweise für ca. 20-50 %
und die Lüftung, einschl. der unfreiwilligen Lüftung, für
zwischen 50-80 % des Wärmebedarfs. In
Wie oben angedeutet wird, beeinflussen mehr Faktoren
als das Heizsystem die Größe des Temperaturgradienten.
Deshalb ist die Größe dieses Gradienten auf Grund der
vorherrschenden Bedingungen von Raum zu Raum unterschiedlich. In den von uns durchgeführten Messungen
liegt der Temperaturgradient in Räumen mit Deckenstrahlungsheizung und einer Höhe von 2,8 m bis ca. 7 m bei
0,3-1,0 °C/m mit dem Schwerpunkt auf 0,4-0,5 °C/m. In
Referenz [12] werden Werte für andere Heizsysteme angegeben, die aus der internationalen Literatur stammen:
– System mit Heizkörpern: 1-2 °C/m
– konvektive Heizung: 2-3 °C/m
Bei höheren Decken spielt, wie bereits erwähnt, der
Temperaturgradient keine unbedeutende Rolle bei der
Berechnung des Heizleistungsbedarfs. In Räumen mit
normaler Deckenhöhe (ca. 2,5 m) spielt der Temperaturgradient natürlich eine relativ unbedeutende Rolle für
den Leistungsbedarf. Nachstehend wird das Ausmaß der
Einwirkung des Temperaturgradienten in verschiedenen
Fällen bei relativ hohen Decken dargestellt. Die folgenden
Werte wurden theoretisch berechnet und stützen sich auf
folgendes Beispiel:
Eine Halle in der Gegend von Göteborg, dimensionierende Außentemperatur -10 °C, mit einer Bodenfläche von
500, 1 000 bzw. 2 000 m² und mit einer Fensterfläche von
10 % der Bodenfläche.
Der K-Wert für die Wand beträgt 0,2, für die Decke 0,2
und für den Boden 0,3 W/m², °C.
Der K-Wert der Fenster wurde auf 2,0 W/m², °C festgelegt. Man rechnet mit einer unfreiwilligen Belüftung von
0,3 Luftwechsel/Std. Der Heizleistungsbedarf bezieht
sich nur auf Transmission und unfreiwillige Belüftung.
Der Leistungsbedarf für jede Zeile bezieht sich auf ein
Verhältnis Raumtemp./Gradient von 20 °C/ 0,0 °C/m für
die entsprechende Zeile. Die Zahlen können nur in der
gleichen Zeile miteinander verglichen werden.
1
2
3
einem Gebäude, das normalerweise auf eine Innentemperatur (ca. 20°C) erwärmt wird, gilt häufig, dass bei einer
Senkung der Raumtemperatur ca. 5% des Energieverbrauches per Senkungsgrad eingespart werden.
4
Die Innentemperatur kann mit einem Deckenstrahlungsheizsystem normalerweise ein bis zwei Grad gesenkt werden, ohne dass die gefühlte Temperatur unter den zulässigen Wert [4] sinkt. Hinzu kommen die Auswirkungen eines
niedrigeren Temperaturgradienten bei Deckenstrahlungsheizungen als bei konventionellen Heizsystemen.
5
6
Diese beiden Faktoren führen zu geringeren Energieverlusten durch Transmission (besonders durch die Decke),
aber insbesondere bei der Belüftung und der unfreiwilligen
Belüftung. In [3] wird angegeben, dass der Unterschied
zwischen einem Deckenstrahlungsheizungs- und einem
Heizkörpersystem im gemessenen Energieverbrauch bei
2-7 % Vorteil für die Decken-strahlungsheizung liegt. In
einer Literaturstudie [4] werden die gemessenen Energieeinsparungen mit Deckenstrahlungsheizungen in verschiedenen Räumen mit 6-30% angegeben.
Ein theoretischer Vergleich des Energieverbrauches verschiedener Systeme, der mit verschiedenen Temperaturen und Temperaturgradienten dargestellt wird, wird auf
Seite 4:33 gezeigt. Es wurde vom gleichem Raum und
von den gleichen Voraussetzungen ausgegangen, wie
beim obigen Leistungs-bedarfsvergleich. Der Energieverbrauch wurde nach der Grad-Tagesmethode berechnet.
Man geht davon aus, dass der angegebene Temperaturgradient bei der Außentemperatur (-10°C) entsteht und
danach linear auf Null sinkt, wenn Außentemperatur und
Raumtemperatur gleich sind.
Der Energiebedarf in jeder Zeile bezieht sich auf ein Verhältnis Raumtemp./Gradient von 20°C/ 0,0°C/m für die
entsprechende Zeile. Die Zahlen können nur in der gleichen Zeile miteinander verglichen werden (siehe Tabelle 1).
Relativer Heizenergiebedarf
Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass der Unterschied zwischen den verschiedenen Heizsystemen und den verschiedenen Temperaturverhältnissen zu einem Unterschied im Energieverbrauch führt, der ungefähr den
gemessenen Einsparungen entspricht, die dank der
Deckenstrahlungsheizung im vorigen Beispiel erzielt werden. Das Ausmaß der Einsparungen ist natürlich von den
Voraussetzungen abhängig. Vollkommen eindeutig ist
jedoch, dass ein Deckenstrahlungsheizsystem zu einem
Energieverbrauch führt, der definitiv niedriger ist als bei
den meisten anderen Heizsystemen (siehe Tabelle 2).
Änderungen vorbehalten
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
49
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Kapitel VII
1
Tabelle 1 – Relativer Heizleistungsbedarf
2
Raumtemp./Gradient (°C bzw. °C/m)
3
4
5
6
Fläche (m²)
Deckenhöhe (m)
20/0.0
20/0.5
20/2.0
18/0.5
18/0.2
500
5
10
1.00
1.00
1.04
1.08
1.17
1.33
0.96
1.01
1.09
1.26
1000
5
10
1.00
1.00
1.04
1.09
1.18
1.35
0.97
1.02
1.10
1.28
2000
5
10
1.00
1.00
1.05
1.09
1.18
1.35
0.97
1.02
1.11
1.29
Tabelle 2 – Relativer Heizenergiebedarf
Raumtemp./Gradient (°C bzw. °C/m)
7
8
9
Fläche (m²)
Deckenhöhe (m)
20/0.0
20/0.5
20/2.0
18/0.5
18/0.2
500
5
10
1.00
1.00
1.04
1.09
1.17
1.34
0.89
0.94
1.01
1.18
1000
5
10
1.00
1.00
1.04
1.09
1.17
1.34
0.89
1.94
1.01
1.18
2000
5
10
1.00
1.00
1.04
1.09
1.17
1.34
0.89
0.94
1.01
1.18
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
50
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Kapitel VIII
Discharge of different substances
1
Umwelt und Recycling
In [20] werden verschiedene Verpackungsmaterialien, wie
z.B. Aluminium und Stahlblech, Lebenszyklus-Bewertungen (LCA) unterzogen. Nachstehend erfolgt ein Vergleich
zwischen diesen Materialien, einerseits ohne Recycling
und andererseits mit einem Recycling von 70-75 %. Die
dargestellten Werte sind nicht auf die Deckenstrahlungsheizungsprodukte von Lindab Climate übertragbar, da
eine LCA nur für ein besonderes Produkt und dessen spezielle Voraussetzungen im Laufe der Lebensdauer dieses
Produkts von Gültigkeit ist. Die absoluten Werte sind also
nicht auf die Produkte von Lindab Climate übertragbar.
Aluminium
3
20
15
4
10
5
(kg/kg)
Abfallstoff
Avfall
SO2
(g/kg)
NOx
(g/kg)
HC
(g/kg)
0
CO
(g/kg)
5
6
LCA-Werte für Verpackungen ohne Recycling.
30
25
7
8
Stahlblech
Stålplåt
9
Aluminium
20
10
15
10
11
(kg/kg)
Abfallstoff
Avfall
SO2
(g/kg)
0
NOx
(g/kg)
5
HC
(g/kg)
Beim Abriss eines Gebäudes, in dem Lindab Climates
Deckenheizpaneele installiert wurden, kann das Metall
in den Paneelen zu 100 % recycelt werden. Aluminium
und Kupfer werden zwar im Herstellungsprozess metallisch verbunden und können nicht separiert werden, aber
ein Recycling ist trotzdem möglich. Die Deckenheizungspaneele werden in einem circa 20 x 20 cm großen Paket
zusammengepresst und in der Metall verarbeitenden
Industrie als Legierungszusätze in verschiedenen Aluminiumqualitäten verwendet. Der Kupferanteil in jedem
Paket ist gut definiert, da jeder Zentimeter eines Paneels
die gleiche Kupfermenge enthält.
25
CO
(g/kg)
Die Deckenheizpaneele von Lindab Climate bestehen
ausschließlich aus Kupfer, Aluminium und einer Isolierung
aus Polystyrol sowie einer geringen Menge Zinnlot. Das
gesamte Material, ausschl. der Isolierplatte, ist zu 100 %
recycelbar. Bereits heute werden alle Reste aus der Produktion recycelt.
Stahlblech
Stålplåt
CO2
(kg/kg)
Aluminium wird außerdem in höherem Ausmaß recycelt,
wodurch die Umweltbelastung weiter reduziert wird.
2
30
CO2
(kg/kg)
Sind die Produkte von Lindab Climate recycelbar?
Lebenszyklus-Bewertungen (LCA), die für Aluminiumprodukte durchgeführt wurden, weisen eine Vielzahl interessanter Punkte auf. Der Herstellungsteil des Produktes
(Gewinnung, Aufbereitung und Produktion) erhält verhältnismäßig hohe Belastungszahlen in Bezug auf Umwelt und
Energieverbrauch. Im Produktverwendungsteil erhält man
im Vergleich zu anderen Materialien ein umgekehrtes Verhältnis. Die Belastung bei der Herstellung durch Aluminium
wird häufig vollständig von einer niedrigeren Umweltbelastung bei der Verwendung aufgewogen.
LCA-Werte für Verpackung mit einem Recycling von
70-75 %.
Aus diesem Grund kann mit großer Sicherheit angenommen werden, dass die heute installierten Lindab ClimateProdukte am Tag, an dem das entsprechende Haus abgerissen oder umgebaut wird, vollständig recycelt werden.
Wir möchten mit den Diagrammen auf dieser und der
folgenden Seite jedoch zeigen, dass die Belastung der
Umwelt mit einem guten Recyclinggrad dramatisch reduziert wird, und dass Aluminium, in Bezug auf Umweltbelastung, bei einem Recyclinggrad von 70-75 % mit
Stahlblech gleichwertig ist. Heute ist beim Abriss eines
Gebäudes der Recyclinggrad niedrig, in der Zukunft
wird jedoch wahrscheinlich die Entwicklung auf diesem
Gebiet schnell voranschreiten, und ein Recyclingsgrad
von 70-75 % nicht ungewöhnlich sein.
Änderungen vorbehalten
12
13
14
15
16
17
18
19
51
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Die Anwendung verschiedener Arten von Energie
1
2
70
60
50
40
30
20
10
0
3
4
5
Stahlblech
Stålplåt
Aluminium
Thermische
Energie
Termisk energi
(MJ/kg)
(MJ/kg)
Elektrische
ElenergiEnergie
(MJ/kg)
(MJ/kg)
70
60
50
40
30
20
10
0
Stahlblech
Stålplåt
Aluminium
Thermische
Energie Elektrische
Energie
Termisk energi
Elenergi
(MJ/kg)
(MJ/kg)
(MJ/kg)
(MJ/kg)
LCA-Werte für Verpackung mit einem Recycling von
70-75 %.
LCA-Werte für Verpackungen ohne Recycling.
6
Referenzen
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
[1] damsson/Löfstedt: Takvärme, Temperaturfördelning och behaglighet, (Ceiling heating, Temperature
distribution and Comfort): The Swedish Institute for
Building Research, Report R12:1971, 1971
[2] Lind/Olsson: Klimatmätningar i skolor med elektrisk takvärme och fläktstyrd frånluftsventilation (Climate measurements in schools with electric ceiling
heaters and fan controlled exhaust ventilation): The
Swedish Institute for Building Research, Report
R40:1972, 1972
[3] Johansson/Pettersson: Takvärme – energiförbrukning och inomhusklimat (Ceiling heating – energy
consumption and indoor climate): The Swedish Institute for Building Research, Report R12:1984, 1984
[4] Brännvall: Takvärme – kritisk granskning av olika
uppvärmningssystem, litteraturstudie: (Ceiling heating – critical review of different heating systems,
literature study) KTH Inst. for Heating and Oven
technology, Stockholm 1977
[5] Jacobsson/Lindgren: Kallras vid fönster – en förstudie (Draught by windows – a pilot study): Wahlings
installationutveckling AB, Stockholm 1982
[6] Peterson: Kallras vid konvertering (Draught with
convesion): KTH Inst. for Heating and Ventilation
Technology, A4-series no. 140, Stockholm 1991
[7] Al-Bazi: Klimat och byggnader nr 1/1989 (Climate
and buildings no 1/1989): KTH Inst. for Heating and
Ventilation Technology, Stockholm 1989
[8] SCANVAC, Classified indoor climate systems, guide lines and specifications: Swedish Indoor Climate
Institute, Guideline series, R1
[9] Allard/Inard/Simoneau: Experimental study and
numerical simulation of natural convection in a room
with heated ceiling or floor: ROOMVENT ‘90 Engineering Areo- and Thermodynamics of Ventilated
Room, second international conference, Oslo 1990
[10]
Krause: Die konvektive Wärmeabgabe von Heizdecken: Gesundheiz-ingenieur no. 10 and 11, 1959
[11]Müllejans: Uber die Ähnlichkeit der nichtisotermen
strömung und den Wärmeübergang in Raümen
mit Strahllüftning: Forschungsberichte des landes
Nordrein-Westfalen, no. 1656, 1966
[12]
Peterson, F: Temperaturgradienter vid olika uppvärmningssystem (Temperature gradients with different heating systems): Technical Notice no. 65, KTH
Inst. for Heating and Ventilation Technology, 1975
[13]Pierre, B: Mekanisk Värmeteori fk del 2 ( Mechanical
Heating Theory part 2) Kompendium, Institution for
Mechanical Heating Theory and Cooling Technology, KTH 1979
[14]Duffie, J, Beckman, W: Solar Engineering of Thermal
Processes: Wiley & Sons 1980
[15]McIntyre, D. A.; The Thermal Radiation Field; Building Science Vol 9, 1974
[16]McIntyre, D. A, Griffiths I. D.; The effect of uniform
and asymmetric thermal radiation on comfort; Proc.
of the 6th international congress of climatistics ”clima 2000”, Milan, March 1975
[17]Chrenko, F. A.: Heated ceilings and comfort; Journal of the Inst. of Heating and Ventilation Engineers,
January 1953
[18]Olesen B. W. et al.: Thermal comfort in a room heated by different methods: ASHRAE transactions, vol
86 part one, 1980
[19]
Fransson, J et al.: Utvärdering av Bo-klimat och
fuktstyrning I Falun: Swedish Committee for Building Research, SPAR 1993: 67
[20]Tillman A-M. et al.: Packaging and the environmentLife-cycle analyses of selected packaging materials
– Quantification of environmental loadings; Chalmers Industrial Technology, Gothenburg 1992
[21]Fanger P.O.: Thermal Comfort, Analysis and Applications in Environmental Engineering: Danish Technical Press, Copenhagen 1970.
19
52
Änderungen vorbehalten
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Auslegungs
1
2
3
Abstand zwischen den
Deckenstrahlungsheizpaneelen,
siehe Abbildung 2.
Abstand zur Außenwand,
siehe Abbildung 1.
Niedrigste Einbauhöhe,
siehe Abbildungen 3 und 4.
4
5
Anordnung der Paneele
6
Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Wärmestrahlung zu erhalten, sind folgende Faustregeln zu
beachten:
7
Zur Außenwand ohne Fenster sollte das Paneel an der
Wand gem. Abbildung 1 montiert werden.
8
Abstand zur Außenwand (m)
Zur Außenwand mit Fenster: Enthält die Außenwand normale oder große Glasflächen, können die Paneele näher
zur Wand angebracht werden. Eine Verdichtung der
Heizleistung sollte erfolgen, um das Risiko für eventuelle Kaltluftströmung an Fassade und Fenstern zu senken
und den erforderlichen Wert der gefühlten Temperatur zu
erreichen. Bei einem kleineren Fenster ist eine solche Verdichtung selten notwendig. Es ist in diesen Fällen schwierig, Faustregeln aufzustellen, da Variationen bezüglich
Fenstergrößen und Gebäudegestaltung groß sind.
9
10
11
7
12
6
13
5
14
4
15
3
16
2
17
1
0
3
4
5
6
7
8
10
15
Deckenhöhe (m)
Abbildung 1. Empfohlener Abstand zwischen Decken-heizpaneel und Außenwand (ohne Fenster).
Änderungen vorbehalten
30
18
19
53
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Anordnung der Paneele
1
Die Aufteilung zwischen Paneelen/Strips geht aus Abbildung 2 hervor. Im Diagramm wird die empfohlene Aufteilung zwischen Paneelen/Strips als Funktion der Einbauhöhe dargestellt. Die empfohlene Aufteilung erzeugt eine
Wärmestrahlung, die in der Mitte zwischen den Deckenheizpaneelen genauso groß ist wie unter den Paneelen.
2
3
4
10
5
9
8
Abstand zur Außenwand (m)
6
7
8
9
10
11
12
7
6
5
4
3
2
1
0
3
4
5
6
7
Deckenhöhe (m)
Abbildung 2. Empfohlener Abstand zwischen den Decken-heizpaneelen.
13
14
15
16
17
18
19
54
Änderungen vorbehalten
8
9
10
l i nda b | dec k enheizu n g
Deckenheizung
Auslegungsschlüssel
1
Einbauhöhe und Temperatur
2
4,0
3
3,5
4
Niedrigste Einbauhöhe (m)
3,0
Paneelbreite
Panelbredd
2,5
5
100cm
100
cm
87cm
87
cm
2,0
73
cm
73cm
6
60
cm
60cm
1,5
46
cm
46cm
7
33
cm
33cm
1,0
8
0,5
9
0,0
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
Durchschnittliche Außentemperatur, Deckenheizpaneel (°C)
Abbildung 3. D
ie niedrigste Einbauhöhe für Deckenheizpaneele bei einer Asymmetrie der Strahlungstemperatur von
5 °C. Die Länge der Paneele beträgt 3,6 m.
10
11
7,0
12
6,0
Paneelbreite
Niedrigste Einbauhöhe (m)
5,0
100 cm
100cm
87
cm
87cm
4,0
73
cm
73cm
60
cm
60cm
46
cm
46cm
3,0
13
14
15
33
cm
33cm
2,0
16
1,0
17
0,0
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
Durchschnittliche Außentemperatur, Deckenheizpaneel (°C)
Abbildung 4. D
ie niedrigste Einbauhöhe für Deckenheizpaneele bei einer Asymmetrie der Strahlungstemperatur von
5 °C. Die Länge der Paneele beträgt >10 m.
Änderungen vorbehalten
18
19
55
lin dab | de ck e n h e i z u n g
Deckenheizung
Kurzdaten
1
Ra
Lu
ft
Ra
um
f
Lu läch
ft
en
2
um
flä
ch
en
Temperatur
Gefühlte Temperatur
(operative Temperatur)
3
4
Lufterhitzer
Deckenstrahlungsheizung
Deckenstrahlungsheizungen heizen den Raum durch
Wärmestrahlung, und die erwärmten Raumflächen geben
Wärme an die Luft ab. Dies schafft die Voraussetzungen
für ein ausgezeichnetes Raumklima.
5
6
Heizung von der Decke ist indirekte Fußbodenheizung!
Die Strahlungsheizung sorgt dafür, dass der Fußboden
normalerweise ca. 2-3 °C wärmer ist als die Luft direkt
oberhalb des Fußbodens.
Max. 80 °C
Oberflächentemperatur
40% Konvektion
7
8
9
60 % Wärmestrahlung
10
11
Die Deckenhöhe ist für die Verteilung der Wärme im Raum
nicht von Bedeutung. Höhere Decken erfordern daher
keine höhere Temperatur der Deckenstrahlungsheizung.
Die Wärmestrahlung breitet sich in allen Teilen des Raums
aus, die von der Deckenstrahlungsheizung „gesehen“
werden kann. Die meiste Strahlung geht senkrecht nach
unten und nimmt in seitliche Richtung ab. Die Wärmestrahlung wird auch von der Temperatur der empfangenden Raumfläche beeinflusst.
Operative Temperatur ca. 2-6°C
höher als die Lufttemperatur
12
13
14
15
16
17
18
19
56
Deckenstrahlungsheizungen funktionieren auch ausgezeichnet beim Heizen von Zonen in einem größeren Raum.
Die Erwärmung der angrenzenden Flächen und die Heizpaneele selber sorgen dafür, dass die gefühlte Temperatur mindestens 2-6 °C über Lufttemperatur erhöht werden kann.
Es wird nicht kalt unter dem Tisch, da die Wärmestrahlung
indirekt von allen Flächen im Raum kommt. Alle Flächen im
Raum tragen zur Erwärmung bei; entweder, indem sie die
Wärmestrahlung absorbieren, erwärmt werden und die Wärme ausstrahlen, oder durch Reflexion der Wärmestrahlung.
Es wird nicht warm auf dem Kopf. Die Deckens-trahlungsheizungen von Lindab Climate arbeiten mit Wasser als
Energieträger und mit einer normalen Max.-Temperatur von
ca. 40-60 °C. Sie werden normalerweise in einer Höhe von
mehr als 2,5 m installiert. Hierdurch ist die Wärmestrahlung
von der Deckenstrahlungsheizung kaum spürbar.
Die Leistung der Wärmestrahlung ist bei kälteren Flächen
größer. Dies bedeutet, dass die Wärme dorthin geht, wo
sie den meisten Nutzen bringt. Es wird z.B. die Innenseite einer Fensterfläche erwärmt, so dass das Risiko einer
Kaltluftströmung behoben wird.
Deckenstrahlungsheizungen gehören zu den sparsamsten Heizsystemen in Bezug auf den Energieverbrauch.
Sie erlauben eine 1-2 °C niedrigere Raumtemperatur
und geben einen sehr kleinen Temperaturgradienten im
Raum, d.h. kein Warmluftpolster unter der Decke.
Deckenstrahlungsheizungen können einfach an eine
neue Nutzung der Räume angepasst werden, da weder
Änderungen an Wänden noch an Böden erforderlich sind.
Änderungen vorbehalten